80-W-Halbstarres, begehbares Solarpanel: Warum die Größe wichtiger ist als die Wattzahl

Ein 990 × 407 × 4 mm großes, rückseitig begehbares Modul für Schiffsdecks, Lieferwagendächer, Balkone und OEM-Produkte – und wie man das Datenblatt richtig liest, bevor man es spezifiziert.

Standard-Solarpaneele sind für Standarddächer konzipiert. Daran ist nichts auszusetzen, solange die verfügbare Fläche nicht schmal, gewölbt oder bereits anderweitig genutzt ist.

Bootsdecks und Van-Dächer sind keine leeren Rechtecke. Sie sind vollgestopft mit Luken, Lüftungsschlitzen, Geländern und Antennen, und Menschen laufen darauf herum. Setzt man ein gerahmtes Glasmodul in diesen Raum, entstehen Lücken, die man nie schließen kann.

Das macht die Kauffrage weniger komplex als zunächst angenommen. Fast jeder kann Ihnen ein 80-Watt-Panel verkaufen.

Nur wenige können Ihnen sagen, ob 80 W in Ihren Raum passen – und ob Ihr Controller diese Leistung auch tatsächlich aufnimmt.

Das Modul im Überblick

Hier ist die Arbeitsspezifikation, Referenzbezeichnung CLM-080ME.

Modellbezeichnung, Gewicht, Kabellänge und Garantiebedingungen werden im Angebot bestätigt. Diese Maße beschreiben eine Konfiguration, nicht die maximale Anzahl an Katalogeinstellungen.

Wattzahlen sind nicht vergleichbar. Watt pro Quadratmeter schon.

Käufer vergleichen Solarpaneele nach ihrer Wattzahl. Auf dem Papier ist 80 W besser als 65 W, und die Entscheidung scheint gefallen. Auf der Terrasse ist dieser Vergleich jedoch nahezu bedeutungslos.

Versuchen Sie es stattdessen mit der Arithmetik. Unser Modul belegt 0,99 m × 0,407 m, also etwa 0,403 m². Teilen Sie 80 W durch diese Fläche, und Sie erhalten ungefähr 198 W/m².

Rechnen wir nun dieselbe Summe für ein weit verbreitetes, begehbares 65-W-Solarpanel auf dem nordamerikanischen Schifffahrtsmarkt durch. Dessen Grundfläche von 920 × 360 mm ergibt 0,331 m², was einer Leistung von etwa 196 W/m² entspricht – also innerhalb eines Prozents unseres Wertes.

Das größere Panel ist nicht unbedingt das bessere Panel. Es ist einfach nur größer.

Wir betrachten 80 W daher als Ausgangspunkt, niemals als Endergebnis. Zwei Lieferanten können die gleiche Leistungsdichte angeben und dennoch auf demselben Dachaufbau völlig unterschiedliche Ergebnisse liefern.

Warum 25%-Zellen ein 20%-Panel ergeben

Produktbeschreibungen lieben Überschriften mit hoher Zelleffizienz. Man sieht Angaben wie 25% oder 26% in Fettdruck, stellt dann aber fest, dass das Modul eher bei 20% liegt. Käufer fragen sich verständlicherweise, wo der Rest geblieben ist.

Beide Werte sind korrekt. Sie messen lediglich unterschiedliche Objekte: den einen eine nackte Zelle unter einer Lampe, den anderen ein komplettes Panel, einschließlich jedes Millimeters, der überhaupt keine Zelle enthält.

Unser Wert von 198 W/m² entspricht einem Modulwirkungsgrad nahe 19.9%. Im Vergleich zu einer Zelle mit einem Wert über 25,2% ergibt sich ein Verhältnis von etwa 79%. Und fast der gesamte Fehlbetrag ist eher auf geometrische als auf physikalische Faktoren zurückzuführen.

• Randabstand. Jedes Laminat benötigt einen versiegelten Rand, in dem keine Zellen leben.
• Zellabstand. Halbstarre Konstruktionen benötigen Zwischenräume, damit sich das Laminat biegen kann, ohne das Silizium zu belasten.
• Anschlusskastenzone. Der Bereich unter und um den Kasten herum bleibt ungenutzt.

Addiert man diese Werte, bedecken aktive Zellen etwa 82% der Moduloberfläche. Dieser eine Faktor erklärt den größten Teil des Rückgangs von 25% auf 20%.

Elektrisch gesehen geht hier sehr wenig verloren, und das liegt an der Zellstruktur. Jede Zelle wird vor der Laminierung geviertelt, sodass jedes Element ein Viertel des Stroms leitet.

Der Widerstandsverlust steigt quadratisch mit dem Strom, was das Durchtrennen besonders effektiv macht. Das Fraunhofer ISE hat Halbzellenmodule gebaut, die ein Leistungsverhältnis von Zelle zu Modul von 104% erreichen. — mehr Ertrag als die Summe der darin enthaltenen Zellen. Viertelgeschnittene Zellen fördern in die gleiche Richtung.

Ein 60-Sekunden-Audit, das Sie für jedes Datenblatt durchführen können.

Bevor Sie einem Datenblatt vertrauen, prüfen Sie, ob es in sich stimmig ist. Drei Tests entlarven die meisten erfundenen Angaben.

Diese dritte Zeile birgt eine Falle. Die meisten Käufer greifen zu 0,69 V pro Zelle, was für gängige Zelltypen durchaus angemessen ist, hier aber falsch.

Der Rückkontakt läuft höher. LONGi meldet eine Leerlaufspannung von 745 mV pro Zelle auf der HPBC 2.0-Plattform.

Wendet man den allgemeinen Wert an, erhält man 42 Zellen. Wendet man den Wert für den Rückkontakt an, erhält man die tatsächlichen 40. Eine Gegenprüfung bei maximaler Leistung ergibt für dieselbe Zellfolge 0,63 V pro Zelle, was übereinstimmt.

Sie haben ein Datenblatt von einem anderen Lieferanten? Schicken Sie es uns. Wir führen diese Prüfung durch, bevor Sie eine Bestellung aufgeben.

Lesen Sie die Spannung, bevor Sie die Wattzahl ablesen.

Hier verlieren Projekte mit begehbaren Paneelen stillschweigend an Dynamik, und das kommt bei der Angebotserstellung fast nie zum Vorschein.

Unser Modul arbeitet bei maximaler Leistung mit 25,2 V. Dieser eine Wert bestimmt den Laderegler und schließt eine gängige Option von vornherein aus.

Dies ist kein PWM-Panel.

Ein PWM-Controller verhält sich wie ein Schalter und zieht das Panel auf Batteriespannung herunter. Victron Energy erläutert den Mechanismus in seinem Controller-Whitepaper..

Schließt man dieses Modul über PWM an eine 12-V-Batterie an, sinkt die Spannung von 25,2 V auf etwa 13,6 V, während der Strom bei etwa 3,4 A bleibt.

Das geht weit über den üblicherweise genannten Vorteil von 25% gegenüber 30% MPPT hinaus, und der Grund dafür ist eher arithmetischer Natur als marketingtechnischer Natur.

Der gängige Vergleichswert geht von einem Panel mit einer Vmp nahe 18 V aus. Reduziert man die Spannung von 18 V auf 13,6 V, verliert man etwa ein Fünftel. Reduziert man die Spannung von 25,2 V auf dieselben 13,6 V, verdoppelt sich der Verlust mehr als.

Vereinfacht gesagt: Je höher die Spannung Ihrer Solarmodule ist, desto teurer wird ein PWM-Controller.

Es handelt sich auch nicht um ein 24-V-Panel.

Bei 25,2 V sieht dieses Modul einem 24-V-System täuschend ähnlich. Das ist jedoch eine Falle, denn die Spannung sinkt mit zunehmender Erwärmung des Panels.

Anhand der veröffentlichten Koeffizienten lässt sich der Spannungsabfall abschätzen. Rückseitig kontaktierte Module verlieren pro °C etwa 0,261 TP3T Spitzenleistung, während der Kurzschlussstrom um etwa 0,051 TP3T zunimmt. Subtrahiert man die beiden Werte, sinkt die Vmp um etwa 0,31% pro °C.

Ein mit Deckmaterial verklebtes Paneel kann an einem Sommernachmittag 40 °C über den Testbedingungen liegen. Das entspricht einem Temperaturabfall von 12%, wodurch Vmp in die Nähe von 22 V — unterhalb der 28,8 V, die eine 24-V-Batteriebank aufnimmt. Gängige MPPT-Regler vom Abwärtstyp reduzieren die Spannung, erhöhen sie aber nie, sodass sie nicht wiederhergestellt wird.

Überprüfen Sie auch das kalte Ende.

Im Winter sinkt die Spannung in die andere Richtung. Die Leerlaufspannung steigt bei rückseitig kontaktierten Zellen um etwa 0,20% pro °C unterhalb der Testbedingungen. Bei −10 °C entspricht unsere Spannung von 28,8 V also etwa 30,8 V. Mit vier in Reihe geschalteten Modulen erreicht man fast 124 V. Bitte prüfen Sie vor der Bestellung die Eingangsspannungsgrenze Ihres Controllers.

Was tatsächlich funktioniert

• 12-V-System: Ein Modul an einen MPPT-Regler. Passt hervorragend, mit ausreichend Leistungsreserven auch bei hohen Temperaturen.
• 24-V-System: zwei in Reihe geschaltete Module, die bei maximaler Leistung etwa 50 V liefern.
• 48-V-System: vier Module in Reihe, geprüft anhand der oben genannten Werte für kaltes Wetter.

Und falls Ihr Produkt tatsächlich ein PWM-kompatibles 12-V-Panel benötigt, ändern wir die Schaltung, anstatt die Empfehlung zu ändern. Eine Vmp nahe 18 V erfordert eine andere Zellenzahl, daher fertigen wir die Schaltung entsprechend.

Halbstarr bedeutet weder flexibel noch labberig.

Drei Formate, endlose Verwirrung. Der Unterschied liegt letztendlich in einer einzigen Schicht.

Eine vollständig flexible Platte ist ein dünnes Laminat ohne dahinterliegende Trägerplatte. Lässt sie sich stark biegen, gibt sie nach; steht man darauf, versagt sie.

Ein gerahmtes Glasmodul widersteht allem und biegt sich nicht, allerdings auf Kosten einer Höhe von rund 30 mm und einer beträchtlichen Masse.

Die halbstarre Konstruktion sitzt dazwischen, indem sie ein Rückplatte hinter den Zellen. Die Platte verteilt eine Punktlast über das Laminat, anstatt dass ein Druckpunkt auf eine einzelne Zelle wirkt.

Die Wahl der Platte bestimmt den Charakter des fertigen Paneels.

Da der Rahmen durch eine Platte ersetzt wird, bleibt die gesamte Konstruktion bei 4 mm. Begehbare Module dieser Art wiegen typischerweise etwa 6 bis 7 kg/m², im Vergleich zu 10 bis 12,5 kg/m² bei gerahmtem Glas.

Unser Leitfaden zu halbstarre Solarpaneele, auf denen man tatsächlich laufen kann geht tiefer in den Schichtenaufbau ein, und Sie können ein größeres Format in unserem sehen 290-W-Begehbares Modul.

Was die ETFE-Frontfläche bewirkt

ETFE ersetzt das Glas an der Vorderseite. Es handelt sich um eine Fluorpolymerfolie, die sich aus vier Gründen bewährt hat.

• Es bleibt frei. AGC veröffentlicht Lichtdurchlässigkeitswerte über 90% im gesamten ETFE-Sortiment, in Dicken von 12 bis 250 µm.
• Es ist UV-beständig. AGC berichtet von 16.000 Stunden beschleunigter Bewitterung ohne sichtbare Beeinträchtigung – ein Lieferantentest, der als solcher und nicht als Garantie aus der Praxis gelesen werden sollte.
• Es verliert Schmutz. Die Oberfläche ist resistent gegen Anhaften, was bei Salzablagerungen und Vogelkot von Bedeutung ist.
• Es biegt sich. Glas kann einer gebogenen Terrassenkonstruktion nicht folgen. ETFE schon.

Die strukturierte Oberfläche dient nicht nur dem Design. Sie verbessert die Griffigkeit und dämpft Lichtreflexionen, was auf einem Boot wichtiger ist, als die meisten Datenblätter zugeben.

Nun zum Teil, der Offenheit erfordert. Ein glasfreies Laminat besitzt keine wirkliche Feuchtigkeitssperre wie ein Glas-Glas-Modul; Feuchtigkeit dringt langsam durch beide Seiten ein, anstatt nur an den Kanten.

Die Langzeitbeständigkeit hängt daher vom Verkapselungsmaterial, dem Randabstand und dem Laminierungsprozess ab – nicht allein vom ETFE. Das ist eine Frage der Fertigung, und genau hier unterscheiden sich die Anbieter.

Die Montage bestimmt die Betriebstemperatur.

Zwei identische Solarmodule können im Laufe einer Saison deutlich unterschiedliche Energie liefern. Der Hauptfaktor ist üblicherweise die Luft.

Die Temperatur des Panels hängt von der Sonneneinstrahlung, der Umgebungsluft, dem Wind und der Montageart ab, die alle zusammenwirken. Nur die Montageart können Sie beeinflussen.

Klebt man eine Platte flach auf eine Terrasse, verschwindet die rückwärtige Konvektion. Die Wärme entweicht dann hauptsächlich durch das Material, an dem die Platte befestigt ist.

Rückkontaktzellen kommen hier besser zurecht als die meisten anderen. LONGi veröffentlicht einen Temperaturkoeffizienten der Spitzenleistung von −0,26% pro °C für HPBC 2.0-Module, Das ist ungefähr 0,03 Punkte besser als der durchschnittliche TOPCon-Vergleich. Trotzdem bedeutet das immer noch etwa 2,6% geringere Leistung pro 10 °C Temperaturanstieg.

Keine Option ist universell richtig. Teilen Sie uns mit, wie das Panel befestigt werden soll, und wir entwickeln die Montagevorrichtungen entsprechend, anstatt dies erst im Nachhinein festzustellen.

Auf einem Boot ist Schatten der Normalzustand

Dachsolaranlagen sind für den freien Himmel konzipiert. Terrassen bieten diesen Vorteil nicht. Mast, Ausleger, Achterstag, Antenne oder Dachgepäckträger werfen von Sonnenaufgang bis Sonnenuntergang einen sich bewegenden Schatten über das Panel.

Rückkontaktzellen helfen, und der Mechanismus ist real. Sie brechen unter Sperrspannung sanft zusammen, sodass eine beschattete Zelle weiterhin Strom leitet, anstatt den Stromkreis zu unterbrechen.

LONGi berichtet, dass der Ansatz den Schattenverlust im Vergleich zu TOPCon um etwa 701 TP3T reduziert und die Hotspot-Temperatur um 281 TP3T senkt. Dies sind Herstellerangaben; die interessante Frage ist daher, was unabhängige Untersuchungen über die Grenzen aussagen.

Eine ganze Menge, wie sich herausstellt – und die Antwort ist ungewöhnlich spezifisch.

Lesen Sie das eher als Gestaltungsregel denn als Enttäuschung, denn sie entspricht genau der Realität im maritimen Bereich.

Dünne Schatten – ein Fall, ein Stag, eine Antennenpeitsche, ein Relingdraht – berühren jeweils nur ein oder zwei Zellen. Genau in diesem Zeitfenster gewinnt der Rückkontakt, und das geschieht den ganzen Tag lang.

Ein quer über das Panel verlaufender Ausleger stellt ein anderes Problem dar, das von keiner Zelltechnologie gelöst werden kann. Die Anzahl der Bypass-Dioden und das String-Layout tragen diese Last stattdessen, weshalb wir beides als Designvariablen und nicht als feste Merkmale betrachten. Unser Vergleich von Schattenleistung über verschiedene Zelltypen hinweg arbeitet die Beweislage vollständig durch.

Wo ein 990 × 407 mm großes Panel seinen Platz verdient

Die Grundfläche ist bewusst lang und schmal. Sie eignet sich für Flächen, die in eine Richtung großzügig und in die andere Richtung eng sind.

• Marine. Aufbauten, Seitendecks, Katamaran-Hardtops und Kabinendächer, über die die Besatzung läuft.
• Transporter und Wohnmobile. Dachleisten zwischen Lüftungsöffnungen, Klimaanlagen und Dachträgern.
• Balkon und Fassade. Geländerpaneele und schmale Simse, bei denen das Gewicht des Glases zu einem statischen Problem wird.
• Spezialfahrzeuge. Aufbauten, Anhänger und mobile Geräte mit gewölbten oder beengten Dächern.
• OEM-Produkte. Außenschränke, tragbare Stromaggregate und solarbetriebene Geräte.

Das Muster wiederholt sich jedes Mal: Zuerst war die Oberfläche da, und das Panel musste sich daran anpassen.

Das Produkt ist nicht das Bedienfeld. Es ist der Prozess.

Die meisten Anbieter fragen, welches Modell Sie wünschen. Wir fragen lieber, was die Anwendung benötigt, und entwickeln dann von dieser Antwort aus das passende Modell.

Alles Folgende ist variabel, keine feste Größe.

Die Spannung verdient besondere Beachtung, da Käufer sie häufiger dem Zufall überlassen als jede andere Kennzahl. Die Zellenzahl bestimmt die Spannung (Vmp), und die Spannung (Vmp) entscheidet darüber, welche Regler mit Ihrem Panel kompatibel sind.

Nennen Sie uns also die Batteriespannung und das Modell des Controllers. Wir stellen die passende Kabelkette zusammen, anstatt Sie aufzufordern, zusätzliche Hardware für ein bereits vorhandenes Panel zu kaufen.

Zehn Fragen, die Sie jedem Anbieter von begehbaren Paneelen stellen sollten

Fügen Sie dies in Ihre nächste Anfrage ein. Die Antwort des Lieferanten sagt Ihnen mehr als jedes Datenblatt.

1. Was ist das? Modul Wirkungsgrad, in W/m² oder Prozent?
2. Aus wie vielen Zellen besteht der Faden, und sind diese geschnitten? In wie viele Stücke?
3. Welches Material verwenden Sie für die Trägerplatte und wie dick ist diese?
4. Unter welcher Belastung, Kontaktfläche und welchem Untergrund ist die Platte begehbar?
5. Wie dick ist der ETFE-Film und wer liefert ihn?
6. Welches Kapselungsmaterial wird verwendet und wie groß ist der Randabstand?
7. Wie viele Bypass-Dioden sind verbaut und wie teilen sie den Stromkreis auf?
8. Wie lauten die Temperaturkoeffizienten für Pmax, Voc und Isc?
9. Können Sie Blitzlicht- und Elektrolumineszenzbilder einer realen Produktionscharge zur Verfügung stellen?
10. Kann Vmp an meinen Controller angepasst werden und in welchem Umfang?

Frage neun trennt die Anbieter am schnellsten. Ein Blitzprüfbericht beschreibt das Panel, das Sie tatsächlich kaufen, und eine Elektrolumineszenzaufnahme deckt Risse auf, die bei einer Sichtprüfung niemals erkennbar wären.

Häufig gestellte Fragen

Kann ich auf diesem Panel wirklich laufen?

Ja, innerhalb der durch die Montage vorgegebenen Grenzen. Gleichmäßig auf einem festen Untergrund gelagert, verteilt die Trägerplatte Ihr Gewicht auf viele Zellen. Wird sie über eine Lücke gespannt, wirkt derselbe Schritt als Biegebelastung. Geben Sie uns bitte immer den Untergrund an.

Kann es eine 12-V-Batterie direkt aufladen?

Ohne MPPT-Regler geht das nicht. Bei 25,2 V liegt die Spannung weit über 12 V, sodass PWM etwa 40% der Ausgangsspannung ungenutzt lassen würde. Ein MPPT-Regler wandelt diese Überspannung stattdessen in zusätzlichen Ladestrom um.

Warum geviertelte Zellen statt ganzer?

Es gibt zwei Gründe, die sich gegenseitig verstärken. Kleinere Bauteile passen viel effizienter in ein schmales Modul, und jedes Bauteil führt nur ein Viertel des Stroms. Da der Widerstandsverlust quadratisch mit dem Strom ansteigt, werden durch das Kürzen die Leitungsverluste größtenteils beseitigt.

Wie verhält es sich im Vergleich zu einem flexiblen Paneel?

Flexible Paneele lassen sich deutlich stärker biegen und sind leichter, haben aber keine Platte, die Punktlasten aufnehmen kann. Dort, wo niemand auf der Oberfläche steht, sind flexible Paneele oft die sinnvollere Wahl. Unser Ratgeber dazu flexible Rückkontaktmodule deckt dieses Format ab.

Können Sie es in einer anderen Größe anfertigen?

Ja, und das ist der Hauptgrund, warum Kunden zu uns kommen. Senden Sie uns die genauen Maße Ihrer Installationsfläche, und wir entwerfen das Zellenlayout, das diese optimal ausnutzt.

Wie kann 4 mm dickes Material jahrelang im Freien überdauern?

Die Dicke allein schützt die Zellen nicht. Diese Schutzwirkung erzielen das Verkapselungsmaterial, der Rand und der Laminierungsprozess. Deshalb ist ein gut gefertigtes 4-mm-Laminat langlebiger als ein schlecht gefertigtes 6-mm-Laminat.

Liefern Sie Befestigungsmaterial?

Wir entwerfen die Montagevorrichtungen des Panels, einschließlich der Positionen der Kabeldurchführungen und der Kantenvorkehrungen für Halterungen oder Schienen. Die Lieferung der Befestigungsmaterialien wird projektbezogen organisiert; sprechen Sie dies daher bitte bereits bei der Anfrage an und nicht erst im Nachhinein.