Wirkungsgrad klar messbar

Frank Solar im fränkischen Solar, Betreiber einer eigenen Photovoltaikanlage auf dem Dach seines Hauses, beschäftigt sich lange schon mit dem so genannten Wirkungsgrad: Dieser gibt die Effektivitäten der Energieumwandlung wieder. Die Wirkungsgrade von Photovoltaikmodulen liegen in der Regel zwischen 11 bis 17% der eingestrahlten Sonnenenergie. Das heißt für die PV-Anlagen, dass bis zu 17% der Sonnenenergie (Input) in elektrische Energie (Output) umgewandelt wird. Ein Solarmodul mit 15% Wirkungsgrad erzeugt pro Quadratmeter Fläche je 1000 W/qm Sonneneinstrahlung 150 W elektrische Ausgangsleistung.

Zum Vergleich: übliche Glühbirnen verwandeln nur 3 bis 4% der eingesetzten Energie in Licht. Der Wirkungsgrad ist ein Momentanwert und hängt von den Betriebsbedingungen ab. Diese haben einen erheblichen Einfluss auf den Energieertrag: So entstehen Verluste (die werden zu Wärme, nicht zu Strom) durch eventuelle Abschattung der Zelloberflächen, oder durch Reflexion. Auch elektrische Widerstände im Halbleiter oder in den Anschlussleitungen sind Verlustpfade. Bei schlechten Rohstoffqualitäten nehmen auch Kristallschäden oder Oberflächeneffekte Einfluss auf den Zell- bzw. Modulwirkungsgrad.

Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, welche Flächen in die Berechnung einbezogen wurden: z.B. die komplette Modul- oder nur die aktive Zellfläche. Bei marktüblichen Wechselrichtern, die für die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom Verwendung finden, bewegen sich deren technische Wirkungsgrade zwischen 94% bis 97%. Die Restenergie geht als Wärme verloren.