Aufbau eines Moduls - Qualitätsmerkmale

Eine Solaranlage ist für viele Privathaushalte bereits eine sich lohnende Alternative zum Stromversorger geworden. Trotzdem wissen viele nicht, wie ein Modul funktioniert, welche Belastungen es aushalten muss und wie es aufgebaut ist.
Um den Qualitätsprüfungen standhalten zu können müssen die einzelnen Komponenten von hoher Qualität sein. Material, Verarbeitung und Prüfung müssen deshalb festgelegt und genau kontrolliert werden.


Aufbau eines SolarmodulDas Modul besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

1. Glas
2. Einbettungsmaterial 1 (meist EVA)
3. Solarzellen + Lötbänder
4. Einbettungsmaterial 2 (meist EVA)
5. Rückseitenfolie
6. Rahmen
7. Anschlussdose


Die erste Schicht bildet das Frontglas. Hierbei handelt es sich um speziell gehärtetes, eisenarmes Einscheiben-Sicherheitsglas von 3,2 mm Stärke. Dieses Glas hält Flächenbelastungen wie Schnee- und Windlast aus und ist beständig gegen Temperaturwechsel und Hagelschlag. Schonende Reinigung von kleinsten Staubpartikeln ohne chemische Zusatzstoffe gewährleistet ein optimales Verklebungsverhalten zwischen Glas und EVA.
Unsere verwendeten Frontgläser bestehen aus unbeschichtetem Gussglas höchster Transmissionsklasse und gewährleisten damit einen optimalen Modulwirkungsgrad.


Die Einbettungsfolien dienen dem Schutz der Zellen vor Feuchtigkeit, Korrosion und UV-Strahlung:

  • Sich bildende Feuchtigkeit an den Zellen kann zur Zerstörung des Moduls oder zu sehr starker Beeinträchtigung der Leistung führen.
  • Das Einbettungsmaterial muss elektrisch isolieren und darf nicht mit Metallionen reagieren.
  • Die Folie schützt außerdem die Zellen vor UV-Strahlung und darf gleichzeitg keinen Bräunungseffekt durch UV aufweisen. Bräunt sie durch UV-Strahlung, verringert dies die Lichtdurchlässigkeit und den Modulwirkungsgrad ebenso.


Die Zellstrings werden im Laminator bei ca. 150°C in das Einbettungsmaterial eingeschmolzen - die vorher milchige Folie wird dabei transparent. Hier ist ein hoher Vernetzungsgrad unabdingbar, um Luftfeuchtigkeit von den Zellen fern halten zu können.


Die Solarzellen sind über verzinnte Kupferbänder zu Zellstrings miteinander elektrisch verschaltet. Die Zellen für die Modulproduktion werden vom Zellhersteller nach Leistung sortiert und werden, je nach zu produzierenden Modultypen, vom Modulhersteller eingekauft. Da die Zellen in einem Modul in Reihe verschalten sind, kann man nur Zellen gleicher Leistungsklasse kombinieren. Jedes Modul ist nur so stark wie seine schwächste Zelle.
Die Siliziumzellen sind extrem dünn, können leicht brechen oder Mikrorisse erhalten, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind.  Mittels Elektrolumineszenztest wird bei uns jedes Lamwich (Laminat vor dem Schmelzprozess) auf Schäden geprüft und schadhafte Zellen ausgewechselt.

Aufbau eines Solarmodul im Querschnitt
Die Rückseitenfolie besteht aus einem Laminat mehrerer Komponenten. Die Folie ist ein enorm wetterfester Kunststoff der sich durch hohe Luftundurchlässigkeit auszeichnet und zur zusätzlichen Stabilisierung und zum Schutz des Zelllaminats dient. Weitere Komponenten des Laminats schützen die Zellen vor Wettereinflüssen, UV-Strahlung und gewährleisten elektrische Isolation. Die Isolationsfähigkeit der Backsheet-Folie bestimmt die Systemspannung (die Menge der in Reihe geschalteten Module). Die Backsheet-Folie gibt es in verschiedenen Farben und kann so nach Kundenwunsch in das Modul verarbeitet werden.


Auf die Rückseite des Moduls wird nun die Anschlussdose geklebt. Die Querverbinder, die die Strings miteinander verbinden, führen durch eine Durchdringung in den Dosenkörper auf der Modulrückseite. Die Anschlussdose wird mit den Kontakten elektrisch verbunden.

Optimaler Halt kann nur gewährleistet werden, wenn Dose und Modulrückseite frei von Fettrückständen sind (sorgfältige Reinigung mit Alkohol). Die Anschlussdosen sind korrosionsgeschützt und so gefertigt, dass kein Spritzwasser eindringen kann. Kabel und Verklebung müssen großen Kräften und Systemspannungen widerstehen können. Die Belastbarkeit der Kontakte in der Anschlussdose gibt, wie die Rückseitenfolie, die maximale Systemspannung vor.


Das gesamte Laminat wird in einen korrosionsbeständigen Rahmen gefasst.
Das ALGATEC-Profil ist ein hochstabiler Rahmen aus eloxierten Aluminium mit Stanzungen (Belüftungs- und Entwässerungsstanzungen) und Anschlüssen für die Erdung (sind auf dem Rahmen gekennzeichnet). Auf Grund der besonderen Konstruktion des Rahmens werden die Ablagerungsmöglichkeiten zwischen Glas und Rahmen (Schmutzränder, Wasser) verringert. Die Konstruktion des Rahmens ist darauf ausgerichtet, Laminat und Glas optimal zu stützen, da der Rahmen eine günstige Lastenübertragung auf die Unterkonstruktion gewährleistet.


Ab diesem Zeitpunkt ist das Solarmodul voll funktionstüchtig und unterläuft in den Betriebswerken der ALGATEC noch einige Leistungstests und die Leistungsmessung, bevor es verpackt, kommissioniert und an den Kunden ausgeliefert wird.