Bifaziale Solarmodule liegen im Trend. Lesen Sie, worin die Vorteile im Vergleich mit den monofazialen Standardmodulen bestehen und wie sie funktionieren.
Was sind bifaziale Solarmodule?
Solarmodule wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um. Herkömmliche monofaziale Module fangen dazu das Licht auf der Vorderseite ein. Bifaziale Solarmodule nutzen dazu auch ihre Rückseite und erhöhen damit die Energieausbeute. Ist beispielsweise ein Balkonkraftwerk bifazial, amortisieren sich die höheren Anschaffungskosten durch die gesteigerten Erträge.
Aufbau und Funktionsweise
Wie sind bifaziale Solarmodule aufgebaut?
Der Begriff „bifacial“ bedeutet hier, dass Vorder- und Rückseite nutzbar sind. Damit die bifaziale Photovoltaikanlage funktioniert, erfordert dies, dass das Solarmodul und die Solarzelle bifazial aufgebaut sind.
Deshalb befinden sich auf den polierten und passivierten Zellrückseiten aufgedruckte Kontakte. Dagegen haben monofaziale Zellen auf ihren Rückseiten durchgängige lichtundurchlässige Flächen.
Innovative Bifaziale PV-Module bestehen aus Glas-Folie-Konstruktionen oder sie liegen bei der Glas-Glas-Variante in einem Bett aus zwei transparenten Schichten aus gehärtetem Solarglas. Unterhalb der Gläser und oberhalb der Zellen befinden sich Einbettungsfolien.
| AUFBAU EINES BIFAZIALEN SOLARMODULS IN DER GLAS-GLAS-VARIANTE |
| Glasscheibe |
| Einbettungsfolie |
| Solarzellen |
| Einbettungsfolie |
| Glasscheibe |
Bifaziale Solarmodule besitzen eine andere Unterkonstruktion. Ihre Aufständerungen und Abstände zum Boden sind zugunsten des Ertrags höher als die der monofazialen Standardmodule. Zudem verzichten die Hersteller auf störende Querstreben hinter den Modulen.
Wie funktioniert es, dass bifaziale Solarmodule mehr Strom als monofaziale Module erzeugen?
Die Funktionsweise bifazialer Solarmodule entspricht die der monofazialen Solarzellen. Trifft Sonnenlicht auf die Oberfläche der Solarzelle, entsteht durch den fotoelektrischen Effekt eine elektrische Spannung.
Der entstandene Gleichstrom gelangt über Kontakte auf den Rückseiten der Zellen mit der Hilfe von Kabeln direkt zu den Strom verbrauchenden Geräten oder zunächst in die Steckdose.
Dennoch besteht ein Unterschied zwischen den bifazialen und den monofazialen Solarmodulen. Erstere sind zusätzlich in der Lage, über die mindestens teilweise transparente Modulrückseite direktes und reflektiertes Sonnenlicht vom jeweiligen Untergrund aufzunehmen, um daraus Strom zu erzeugen.
Vorteile von bifazialen Solarmodulen
Bifaziale Solarmodule sind daher effizienter als monofaziale Module. Sie erhöhen den Ertrag durch ihre beidseitige Aktivität signifikant und damit auch die Unabhängigkeit von herkömmlichen Stromerzeugern.
Die bifazialen Solarmodule entwickelten sich in den vergangenen Jahren (Stand Januar 2025) stark weiter. Die Hersteller optimierten die Materialien und die Designs um bei den Produktionskosten zu sparen und die Effizienz der Module zu erhöhen.
Durch die beidseitige Energieerzeugung ergeben sich für die Eigentümer und Nutzer höhere Stromerträge.
Bei diffusem Licht zeigen sie eine bessere Leistung als monofaziale Standardmodule.
Monofaziale PV-Module mit Polymerrückseitenfilm besitzen lediglich eine Lebensdauer von 25 bis dreißig Jahren. Durch ihre Robustheit überdauern dagegen bifaziale Solarmodule – insbesondere als Glas-Glas-Konstruktion – dreißig bis vierzig Jahre.
Die zweigesichtigen Solarmodule widerstehen Extremtemperaturen und mechanische Belastungen sowie Feuchtigkeit besser als Standardmodule. Im Vergleich mit monofazialen Solarmodulen reduzieren sich durch die Robustheit der bifazialen Zellen zugleich die Wartungskosten.
Zudem sind bifaziale Modelle flexibler in der Installation. Bei PV-Zäunen oder Installationen auf Carports profitieren deren Eigentümer von der Reflexion des Bodens. Aufgeständerte bifaziale Module maximieren den Ertrag durch direkte und reflektierte Sonneneinstrahlung.
Einfluss nehmen dabei:
- der Abstand zwischen dem Untergrund und dem Modul und
- das Rückstrahlvermögen der Fläche.
Kosten und Wirtschaftlichkeit
In bifazialen Solarmodulen steckt großes Potenzial, weil sie in der Lage sind, bis zu 30 Prozent mehr Energieausbeute zu liefern. Wie hoch der zusätzliche Ertrag ist, hängt vom Wirkungsgrad der Zellrückseite und dem Rückstrahlvermögen des Untergrunds (Albedo) am Aufstellort ab.
Die Albedo ist umso größer, je heller die Oberfläche ist.
Zum Vergleich die Albedowerte verschiedener Untergründe, wobei der maximale Wert 1,0 beträgt:
Dach mit hellem Anstrich
Effizient zeigt sich ein heller Anstrich auf dem Dach, der einen Albedowert von 0,6 bis 0,7 hervorbringt. Vielversprechend ist beispielsweise die Installation auf Industriedächern. Dort helfen reflektierende Untergründe wie weiße Dachfolien und Farbanstriche, dass mehr Licht auf die Rückseiten bifazialer Solarmodule fällt. Durch den Mehrertrag amortisieren sich die Anschaffungskosten schnell.
Bei Verzicht auf den Anstrich oder die Folie ist das Rückstrahlungsvermögen gering. Denn der herkömmliche Untergrund besteht aus dem teerartigen Bitumen, das einen schlechten Albedowert hat, da es das Licht nicht reflektiert.
Schnee
Eine schneebedeckte Fläche erbringt ein Rückstrahlvermögen von 0,8 bis 0,9 und damit den höchsten Wert im Vergleich mit anderen Oberflächen.
Asphalt
Die Effizienz bifazialer Solarmodule ist bei Asphaltuntergründen mit einem Wert von 0,05 bis 0,15 im Vergleich zu anderen am geringsten. Die Mehrkosten rentieren sich hier nicht.
Ziegeleindeckung bei Schrägdächern
Auch bei Ziegeleindeckungen von Schrägdächern sind bifaziale Module nicht wirtschaftlich. Deren Albedowert liegt bei 0,1 bis 0,35.
Ackerböden und Rasen
Diese Untergründe weisen einen Rückstrahlwert von 0,2 bis 0,4 auf.
Bifazialtiätskoeffizienten als Einflussgröße für die Wirtschaftlichkeit bifazialer Solarmodule
Eine geringere Einflussgröße als die Albedo ist der Wirkungsgrad der Zellrückseite. Dieser Bifazialitätskoeffizient vergleicht die Leistung der Rückseite mit der Vorderseite des Moduls.
Wie hoch der Bifazialtiätskoeffizient ausfällt, hängt von der Art der Zellen ab.
- PERC-Zellen – ausgeschrieben Passivated Emitter and Rear Cell – erzielen einen Wirkungsgrad, der zwischen sechzig und siebzig Prozent von dem der Hauptseite liegt.
- n-Type-Halbleiter erreichen dagegen einen Wirkungsgrad von 95 Prozent.
Kosten bifazialer Module im Vergleich mit monofazialen Standardmodulen
Die Kosten für bifaziale Module belaufen sich mit Stand von September 2024 auf durchschnittlich hundert bis einhundertvierzig Euro für ein Modul, wohingegen für ein Standardmodul neunzig bis einhundertsiebzig Euro aufzubringen sind.
Der Preis pro Kilowattpeak beträgt bei monofazialen Modulen zweihundertsechzig bis dreihundertdreißig Euro und bei bifazialen Solarmodulen bei zweihundertfünfzig bis dreihundert Euro.
Fazit
Bifaziale Solarmodule sind zukunftsträchtig und lohnen sich an Standorten mit den richtigen Bedingungen. Zu diesen gehört ein möglichst großer Lichteinfall an der Modulrückseite. Diesen fördert ein Untergrund mit einer hohen Albedo sowie ausreichend Abstand zu diesem.
Realisieren lässt sich das mit Aufständerungen auf Flachdächern, auf Terrassenüberdachungen, Carports und überdachten Parkplätzen.
Auch Solarzäune bringen die nötigen Voraussetzungen für bifaziale Solarmodule mit, da sie vertikal stehen und in Ost-West-Richtung angebracht die Kraft der Sonne direkt ausnutzen.
Auf Freilandflächen bewiesen bereits vor Jahren Glas-Glas-Module ihre Wirtschaftlichkeit. Der Trend zu bifazialen Solarmodulen breitet sich auch bei privaten Photovoltaikanlagen aus. Jedoch ist hier der Mehrertrag geringer. Dennoch lohnen sie sich auch im privaten Bereich durch ihre längere Haltbarkeit und den auf lange Sicht gesehenen niedrigeren Wartungskosten.
Foto: © Vladislav / stock adobe
