PV-Modul Größen

Deutschland strebt eine umweltfreundlichere Zukunft an. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist die Installation von PV-Modulen auf Dächern, wie dem deinen. Vielleicht hast auch du schon einmal überlegt, eine Photovoltaikanlage auf deinem Haus zu installieren?

Um zu wissen, wie viele Solarmodule auf ein Dach passen, ist es wichtig, die grundlegenden Abmessungen und Größen zu kennen. In der Vergangenheit gab es große Unterschiede in der Modulgröße je nach Hersteller und Typ. Mit zunehmender Massenproduktion und Standardisierung der Produktionsprozesse haben sich die Abmessungen der PV-Module jedoch immer mehr angeglichen und sind heute standardisiert. Seit 2017 gibt es einen Industriestandard, an den sich viele Hersteller halten, was eine einheitliche Montagesystemseite gewährleistet.

Dieser Artikel gibt einen Überblick über die verschiedenen Größen von Solarmodulen, nennt Durchschnittswerte und erklärt, worauf beim Kauf geachtet werden sollte, um eine fundierte Entscheidung treffen zu können.

Inhaltsverzeichnis

1. Entwicklung der PV-Modul Größe
2. Welche PV-Modul Größen gibt es?
3. Solarmodul Größen: Ein Überblick
4. Was beeinflusst die Größe eines PV-Moduls?
5. Zusammenhang zwischen Solarmodul-Größe und Leistung
6. Zusammenhang zwischen Leistung und Gewicht
7. Wie viele Module passen auf mein Dach?
8. Fazit

Das wichtigste auf einen Blick

Die durchschnittliche Größe eines Moduls beträgt derzeit etwa 1.722 mm x 1.134 mm. Das entspricht einer Fläche von 1,95 Quadratmetern und liefert eine Leistung von ungefähr 400 Watt.

Für Privathäuser werden hauptsächlich zwei Größen von Solarmodulen verwendet:

• 1755 mm x 1038 mm (1,82 Quadratmeter) – M6-Wafer
• 1722 mm x 1134 mm (1,95 Quadratmeter) – M10-Wafer

Obwohl die Module oft ähnlich erscheinen mögen, ist es wichtig, auf die folgenden Punkte zu achten:

• Größe
• Gewicht
• Maximale Leistung

Entwicklung der PV-Modul Größe

Die Größe von Solarmodulen war lange Zeit nicht einheitlich, da es keine festgelegten Standardmaße für Solarmodule gab. Somit war es jedem Hersteller freigestellt, die Größe seiner PV-Module nach eigenem Belieben zu bestimmen.

Standard-Solarmodule hatten bis Mitte der 1990er Jahre oft Abmessungen von 1200 x 600 mm und eine Leistung von etwa 90 Watt. Durch die Einführung größerer Solarzellen (8 Zoll statt 4 Zoll) änderte sich auch die Größe der PV-Module.

Die Standardisierung bei der Herstellung von Zellen und Modulen führte zu einer Vereinheitlichung der Größe von Photovoltaik-Modulen. Viele Hersteller verwenden aus Kostengründen ähnliche Produktionsmaschinen. Dies gilt insbesondere für vollautomatisierte Produktionslinien. Dies ist der Grund, warum Solarmodule auch heute noch oft ähnliche Größen haben.

Bis zum Jahr 2010 war die Standardgröße der Module M0 (156 x 156 mm). Danach wurde bis zum Jahr 2018 die Standardgröße M2 (156,75 x 156,75 mm) verwendet. Ab 2019 dominierte die Standardgröße M3 (158,75x158,75 mm). Im Jahr 2021 wurden zunehmend die Wafergrößen M6 (166 x 166 mm) und M10 (182 x 182 mm) eingesetzt. Letztere sind aufgrund der Überschreitung der maximal zulässigen Modulgröße von 2 m² bei Dachanlagen vor allem für Solarparks in Deutschland interessant.

Exkurs: Wafer

Ein Wafer ist eine dünne Scheibe aus Halbleitermaterial, meistens aus Silizium. Er wird als Grundlage für die Produktion von integrierten Schaltkreisen verwendet, wie sie auch bei Solarzellen zum Einsatz kommen.

Welche PV-Modul Größen gibt es?

Solarmodule für Wohnhäuser dürfen maximal 2 m² groß sein. Um den Wirkungsgrad zu maximieren, versuchen die meisten Hersteller ihre Modelle möglichst nahe an diese Grenze heranzubringen.

Als die industrielle Massenproduktion von Solarmodulen begann, wurden häufig Photovoltaikmodule verwendet, die 60 kristalline Siliziumzellen enthielten. Diese Module enthielten quadratische Standardzellen M0 mit einer Kantenlänge von etwa 156 mm x 156 mm, auch bekannt als 6-Zoll-Zellen. Die 60 Solarzellen waren in 10 Reihen und 6 Spalten angeordnet, wodurch sich bereits eine gewisse Größe des Solarmoduls ergab.

Die Abstände zwischen den Zellen betrugen in der Regel 4 bis 5 mm. Die Randabstände zum Rahmen betrugen etwa 2 cm an den Längsseiten und 3 bis 5 cm an den kurzen Seiten. Dadurch ergab sich eine typische Modulgröße von etwa 1640 x 1000 mm. Die Größe der PV-Module variierte je nach Anzahl der 6-Zoll-Zellen im Modul.

Im entsprechenden Datenblatt findest du immer die Maße eines bestimmten Moduls. Ein Tenka Solarmodul mit 450 Watt Peak (Wp) Leistung hat beispielsweise folgende Maße:

• Länge: 1,72 m
• Breite: 1,13 m

Somit wird für ein einzelnes Solarmodul auf deinem Dach eine Fläche von 1,944 m² benötigt. Im Allgemeinen benötigen Solarmodule aufgrund ihrer Größe knapp 2 Quadratmeter. Um die Anzahl der benötigten PV-Module zu berechnen, genügt es, die Dachfläche durch zwei zu teilen.

Eine PV-Komplettanlage von Svea Solar inklusive Wallbox und Stromspeicher mit 10 kWp Leistung besteht aus 24 Modulen. Für die Installation auf deinem Dach benötigst du also 48 m² Platz.

Solarmodul Größen: Ein Überblick

Im Folgenden findest du eine Tabelle mit den wichtigsten Kennzahlen zur Größe gängiger Solarmodule.

Standardgrößen bei Solarmodulen

Seit dem Jahr 2017 passen die Modulhersteller nach und nach die Größe ihrer PV-Module an einen gemeinsamen Industriestandard an und vereinheitlichen auf diese Weise die Installation auf der Unterkonstruktion. Der Fokus liegt dabei nicht auf der Größe der Solarmodule selbst, sondern darauf, die Größe und Position der Montagelöcher anzupassen und die Rahmengrößen zu vereinheitlichen.

Im Jahr 2021 haben sich die drei chinesischen Modulhersteller JA Solar, JinkoSolar und Longi auf Standardmaße für Photovoltaik-Module geeinigt. Die Standardmaße beinhalten Längen, Breiten und Montagelochabstände. Die Module werden aus Wafern mit einer Größe von 182 Millimetern (M10) hergestellt.

Sondergrößen bei PV-Modulen

Einige Anbieter bieten auch spezielle Größen und Formen an, wie zum Beispiel solche mit abgeschrägten Kanten. Darüber hinaus können Dummy- und Lückenfüllermodule an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Solaranlage die gesamte Dachfläche effizient nutzt. So gibt es neben dem Standardmaß von etwa 1,65 x 1,00 m auch Zwischengrößen von 1,35 bis 1,47 x 1,00 m.

Für kleinere Anwendungen, wie z.B. solare Inselanlagen für Wohnmobile oder Außenbeleuchtungen, gibt es ebenfalls Sondergrößen, die im Fachhandel erhältlich sind.

Was beeinflusst die Größe eines PV-Moduls?

Die Größe eines Solarmoduls hängt von drei Faktoren ab:

• der Anzahl der verwendeten Solarzellen
• ihrer Größe und
• ihrer Anordnung.

Anzahl der Solarzellen

Die Anzahl der Solarzellen in einem Solarmodul ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Unsere Solarmodule setzen sich aus jeweils 108 Solarzellen pro Modul zusammen.

Größe der Solarzellen

Bis 2010 dominierten Solarmodule mit 60 Siliziumzellen, die so genannten M0-Standardzellen, den Markt. Diese Zellen hatten eine Fläche von etwa 156 mm x 156 mm.

Seit dieser Zeit sind Solarzellen kontinuierlich größer geworden. Gegenwärtig werden folgende Solarzellentypen verwendet:

• M3-Zellen mit einer Kantenlänge von 159 mm
• M6-Zellen mit einer Kantenlänge von 166 mm
• M10-Zellen mit einer Kantenlänge von 182 mm
• M12-Zellen mit einer Kantenlänge von 210 mm

Anordnung der Solarzellen

In der Vergangenheit wurden die M0 Solarzellen in einem Layout von 10 Reihen und 6 Spalten angeordnet, was zu einer Solarmodulgröße von ca. 1,64 m² (1,640 x 1,000 m) führte. Dabei wurden die Abstände zwischen den Zellen (ca. 4 - 5 mm) sowie die Abstände zu den Rändern des Rahmens bereits berücksichtigt.

Die Anordnung der Solarzellen in einem PV-Modul ist heute um ein Vielfaches effizienter. Typische Abmessungen eines Solarmoduls mit 120 Solarzellen sind im Allgemeinen 1 x 1,8 m. Solarmodule mit 144 Solarzellen sind 2 Meter lang. Die Abmessungen bestimmen die Position der Solarmodule auf dem Dach.

Im Vergleich zu früher sind die Solarmodule heute nur noch etwa 10 % bis 22 % länger, enthalten aber 100 % bis 140 % mehr Solarzellen. Dies ist möglich, weil heute fast alle Hersteller in der Lage sind, Halbzellenmodule herzustellen. Diese bestehen aus Solarzellen, die zur Verringerung der Leistungsverluste im Modul nach der Produktion halbiert werden.

Zusammenhang zwischen Solarmodul-Größe und Leistung

Es besteht kein linearer Zusammenhang zwischen der Größe und Leistung von Solarmodulen. Mit anderen Worten: Große Solarmodule müssen nicht unbedingt leistungsstark sein und umgekehrt.

In der Vergangenheit bestand ein Zusammenhang zwischen der Größe und der Leistung von Solarmodulen. Im Laufe der Zeit wurde jedoch immer weniger Fläche benötigt, um 1 kW Solarleistung zu erzeugen. Obwohl theoretisch kleinere Solarmodule möglich wären, sind diese in der Praxis immer in der Nähe der maximal zulässigen Größe von 2 m² geblieben, da die Hersteller den zur Verfügung stehenden Platz zur Erzielung einer höheren Leistung nutzen wollen.

Heute gilt eine Modulleistung von etwa 400 Watt als Standard. Die Größe der Module hat sich leicht vergrößert. Module mit einer Leistung von 400 Watt haben oft eine Größe von etwa 1,69 x 1,05 Meter.

Doch nicht nur die Größe eines Solarmoduls entscheidet über seine Leistung. Tatsächlich haben die Zellen innerhalb des Moduls den größten Einfluss auf die Leistung. Wichtig für die Auswahl des für die individuelle Situation am besten geeigneten Moduls ist die Ermittlung des eigenen Stromverbrauchs und der wirtschaftlichen Situation sowie die Besprechung aller Daten mit einem Solar-Experten.

Der Wirkungsgrad ist eine weitere wichtige Kennzahl für die Leistung von PV-Modulen. Er ist ein Maß für die Effizienz der Solarzellen des Moduls bei der Umwandlung des einfallenden Sonnenlichts in elektrische Energie. Ein hoher Wirkungsgrad führt zu einer höheren Leistung des PV-Moduls. Dadurch amortisieren sich die Anschaffungskosten schneller.

Zusammenhang zwischen Leistung und Gewicht

Herkömmliche Solarmodule haben in der Regel ein Gewicht von 18 bis 25 Kilogramm, d.h. etwa 12 bis 14 Kilogramm pro Quadratmeter Fläche. Glas-Folie-Module sind üblicherweise leichter als Glas-Glas-Module um etwa 10 bis 20 %. Dünnschichtmodule sind mit rund 10 kg pro Quadratmeter die leichteste Option.

Im Folgenden findest du eine Übersicht über die Solarmodule mit unterschiedlichen Leistungen und das damit verbundene Gewicht. Hinweis: Das Gewicht der Solarmodule ist auch abhängig von deren Leistung.

Schwere Solarmodule sind bei der Installation erschwert zu transportieren und zu handhaben. Häufig werden Hebezeuge oder sogar Kräne eingesetzt, was die Montagekosten erhöht. Zu schwere PV-Module können zudem das Dach beschädigen, insbesondere wenn die Dachabdichtung nicht für die zusätzliche Last ausgelegt ist. Dadurch könnten Lecks und andere Probleme entstehen, die die Integrität des Daches beeinträchtigen. Vor der Installation sollte die Statik des Daches überprüft werden. Dies gilt insbesondere für Flachdächer, da hier die Belastung auf die Dachkonstruktion besonders hoch ist.

Wie viele Module passen auf mein Dach?

Zur Bestimmung der maximalen Anzahl von Solarmodulen auf deinem Dach sind einige wichtige Schritte notwendig. Zunächst muss die nutzbare Dachfläche deines Hauses ermittelt werden, wobei Hindernisse wie Fenster, Schornsteine oder Gauben nicht berücksichtigt werden dürfen. Dann werden die genauen Abmessungen des Solarmoduls, das du wählen möchtest, benötigt.

Die maximale Anzahl von Solarmodulen kann mit folgender einfachen Formel berechnet werden:

Maximale Solarmodule = Nutzbare Dachfläche / Fläche pro Solarmodul

Gehen wir von diesen Annahmen aus:

• Eine nutzbare Dachfläche von 40 m²
• Solarmodule mit einer Fläche von etwa 2 m²

Bei Anwendung dieser Eckdaten ergibt sich als Ergebnis:

40 m² / 2 m² = 20 PV-Module

Auf einer belegbaren Fläche von 40 m² könnten somit 20 Module einer PV-Anlage von Svea Solar installiert werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Berechnung nur eine grobe Schätzung ist. Hindernisse auf dem Dach sowie die Ausrichtung der Zellen im Modul können dazu führen, dass letztendlich weniger Module als kalkuliert installiert werden können.

Fazit

Deutschland ist auf dem Weg in eine nachhaltigere Zukunft und setzt in diesem Zusammenhang auf die Installation von Photovoltaikanlagen auf Dächern. Für die Bestimmung der maximalen Anzahl von Modulen auf einem Dach ist das Verständnis der Grundlagen der PV-Modulgrößen wichtig. Früher gab es keine einheitlichen Standardmaße. Heute werden jedoch oft Größen von M6 und M10 verwendet. Es gibt keinen direkten Zusammenhang zwischen Größe und Leistung. Mit modernen Modulen wird bei gleicher Größe mehr Strom erzeugt als mit älteren Modellen. Bei der Installation von Solarmodulen ist auch auf das Gewicht zu achten, da schwere Module den Transport und die Handhabung erschweren können. Die maximale Anzahl von Modulen für ein Dach kann zwar grob aus der nutzbaren Dachfläche und der Größe der Module berechnet werden, es ist jedoch ratsam, sich von einem Fachmann eine genaue Schätzung geben zu lassen.