Bifaziale Solarmodule können Sonnenlicht nicht nur auf der Vorderseite, sondern auch auf der Rückseite zur Stromerzeugung nutzen. Dadurch besteht die Möglichkeit, gegenüber vergleichbaren einseitig arbeitenden Modulen einen zusätzlichen Ertrag zu erzielen. Wie groß dieser Mehrertrag tatsächlich ausfällt, hängt allerdings stark von der Montage, dem Untergrund, der Verschattung und dem verfügbaren Licht auf der Rückseite ab.
Besonders interessant sind bifaziale Module deshalb dort, wo auch die Rückseite ausreichend Licht erreicht. Bei einer klassischen, dicht auf einem dunklen Dach liegenden Montage kann ihr zusätzlicher Vorteil dagegen deutlich kleiner ausfallen.
Was sind bifaziale Solarmodule?
Bifaziale Solarmodule werden auch als zweiseitige Solarmodule bezeichnet. Während herkömmliche monofaziale Module hauptsächlich die Vorderseite zur Stromerzeugung nutzen, können bifaziale Module zusätzlich Licht auf der Rückseite in elektrische Energie umwandeln.
Das Licht auf der Rückseite kommt nicht ausschließlich direkt von der Sonne. Eine wichtige Rolle spielt reflektiertes und diffuses Licht aus der Umgebung.
Dazu gehören beispielsweise:
- Sonnenlicht, das von hellen Flächen reflektiert wird
- diffuses Himmelslicht
- Licht, das durch die Zwischenräume einer aufgeständerten Anlage gelangt
- Reflexionen von Beton, Kies oder anderen hellen Oberflächen
- bei geeigneten Bedingungen auch Licht, das von Schnee reflektiert wird
Das Fraunhofer ISE weist darauf hin, dass die Höhe des zusätzlichen Ertrags nicht allein vom Modul abhängt. Entscheidend sind auch die Montageart und die Umgebung der Photovoltaikanlage.
Genau dieser Punkt ist wichtig: Ein bifaziales Modul garantiert nicht automatisch einen bestimmten Mehrertrag.
Wie funktioniert ein bifaziales Solarmodul?
Das Grundprinzip ist relativ einfach.
Auf der Vorderseite trifft Sonnenlicht direkt auf die Solarzellen. Ein Teil der Strahlung wird in elektrische Energie umgewandelt.
Bei einem bifazialen Modul kann zusätzlich Licht auf die Rückseite der Solarzellen treffen. Diese zusätzliche Einstrahlung kann ebenfalls zur Stromproduktion beitragen.
Wie viel Energie dadurch zusätzlich entsteht, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:
- Intensität der Einstrahlung auf der Rückseite
- Reflexionsfähigkeit des Untergrunds
- Höhe des Moduls über dem Untergrund
- Abstand zwischen den Modulen
- Neigungswinkel
- Verschattung
- Ausrichtung
- Konstruktion des Moduls
- Eigenschaften der verwendeten Solarzellen
Das Fraunhofer ISE berücksichtigt bei der Ertragssimulation bifazialer Anlagen deshalb ausdrücklich die Einstrahlung auf der Modulrückseite und die Eigenschaften des gesamten Systems.
Welche Vorteile haben bifaziale Solarmodule?
Der wichtigste Vorteil liegt in der zusätzlichen Nutzung von Licht.
Mehr Solarstrom auf derselben Modulfläche
Wenn ausreichend Strahlung auf die Rückseite gelangt, kann ein bifaziales Modul mehr Energie erzeugen als ein vergleichbares einseitiges Modul.
Das kann insbesondere interessant sein, wenn die verfügbare Dach- oder Grundstücksfläche begrenzt ist.
Allerdings sollte man nicht pauschal mit einem bestimmten Prozentsatz Mehrertrag rechnen. Das US-amerikanische National Renewable Energy Laboratory weist darauf hin, dass die realen Ertragsgewinne stark von Montage und Umgebung abhängen. Für reale Bedingungen werden häufig deutlich geringere Werte als theoretisch mögliche Spitzenwerte erwartet.
Besonders interessant bei aufgeständerten Anlagen
Je größer der Abstand zwischen Modul und Untergrund ist, desto besser kann Licht die Rückseite erreichen.
Das macht bifaziale Module beispielsweise für bestimmte Flachdachsysteme interessant.
Auch bei Anlagen mit speziellen Unterkonstruktionen kann die Rückseite stärker von der Umgebung beleuchtet werden.
Nutzung reflektierter Strahlung
Ein heller Untergrund kann mehr Licht zurück zur Modulrückseite reflektieren als eine sehr dunkle Oberfläche.
Das sogenannte Albedo beschreibt vereinfacht gesagt, wie stark eine Oberfläche einfallende Strahlung reflektiert.
Helle Flächen besitzen grundsätzlich eine höhere Reflexion als dunkle Flächen.
Das bedeutet jedoch nicht, dass man einfach irgendeinen hellen Belag unter eine PV-Anlage legen sollte. Die Auswirkungen auf Kosten, Temperatur, Wartung, Verschattung und Gesamtwirtschaftlichkeit müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Interessant für bestimmte Sonderlösungen
Bifaziale Module können auch bei vertikalen oder speziellen PV-Systemen interessant sein.
Das Fraunhofer ISE nennt ausdrücklich verschiedene Montagekonzepte wie fest aufgeständerte, vertikale und nachgeführte Systeme, bei denen die Rückseitenstrahlung bei der Ertragsberechnung berücksichtigt werden kann.
Wann lohnt sich ein bifaziales Solarmodul besonders?
Die Technologie kann besonders interessant sein, wenn die Anlage so montiert wird, dass die Rückseite tatsächlich ausreichend Licht erhält.
Ein typisches Beispiel ist ein aufgeständertes Flachdach.
Hier befindet sich zwischen Modul und Dachfläche ein gewisser Abstand. Dadurch kann Licht unter das Modul gelangen und anschließend teilweise auf die Rückseite treffen.
Auch helle Dachflächen können die Bedingungen verbessern.
Weitere interessante Einsatzbereiche können sein:
- aufgeständerte Flachdachanlagen
- bestimmte Freiflächenanlagen
- vertikale PV-Systeme
- Anlagen mit reflektierenden Untergründen
- Systeme mit ausreichend Abstand zum Boden
- bestimmte Agri-PV-Konzepte
Bei klassischen Dachanlagen sollte dagegen genauer geprüft werden, wie viel Licht tatsächlich die Rückseite erreicht.
Wann bringen bifaziale Module kaum zusätzlichen Nutzen?
Nicht jede Photovoltaikanlage bietet gute Voraussetzungen für bifaziale Technik.
Liegt ein Modul beispielsweise sehr dicht auf einem dunklen Untergrund, kann die Rückseite vergleichsweise wenig zusätzliche Strahlung erhalten.
Auch eine starke Verschattung auf der Rückseite kann den möglichen Zusatznutzen begrenzen.
Das bedeutet nicht, dass das Modul schlecht ist. Vielmehr kann die besondere Eigenschaft in dieser Einbausituation nicht vollständig genutzt werden.
Ein häufiger Fehler wäre deshalb, ausschließlich auf die Bezeichnung „bifazial“ zu achten.
Entscheidend ist das gesamte PV-System.
Welche Rolle spielt der Untergrund?
Der Untergrund kann bei bifazialen Anlagen einen erheblichen Einfluss auf die zusätzliche Einstrahlung haben.
Eine dunkle Oberfläche absorbiert einen größeren Teil der Strahlung. Eine hellere Oberfläche kann mehr Licht reflektieren.
Das ist einer der Gründe, weshalb sogenannte Albedo-Werte bei der Planung bifazialer Anlagen berücksichtigt werden.
Das NREL beschreibt Albedo, Modulhöhe, Neigung, Reihenabstände und Verschattung als wichtige Einflussfaktoren für die Einstrahlung auf die Modulrückseite.
Für Hauseigentümer bedeutet das vor allem: Nicht nur das Modul selbst, sondern auch seine Umgebung beeinflusst den möglichen Mehrertrag.
Bifazial oder monofazial: Was ist besser?
Eine pauschale Antwort gibt es nicht.
Bei einer Montage, bei der die Rückseite kaum Licht erhält, kann ein bifaziales Modul seinen zusätzlichen technischen Vorteil nur begrenzt ausspielen.
Bei einer aufgeständerten Anlage mit guter Rückseitenbeleuchtung kann die Situation anders aussehen.
Deshalb sollte nicht allein der Modulpreis verglichen werden.
Sinnvoller ist es, die voraussichtliche Energieproduktion des kompletten Systems zu betrachten.
| Kriterium | Bifaziales Modul | Monofaziales Modul |
|---|---|---|
| Stromerzeugung vorne | Ja | Ja |
| Nutzung von Rückseitenlicht | Ja | Nein bzw. nicht dafür ausgelegt |
| Vorteil bei aufgeständerter Montage | Potenziell hoch | Geringer |
| Abhängigkeit vom Untergrund | Höher | Geringer |
| Nutzen bei dichter Dachmontage | Situationsabhängig | Einfacher einzuschätzen |
| Planung der Rückseitenstrahlung | Wichtig | Nicht erforderlich |
Die Tabelle zeigt vor allem eines: Bifazial bedeutet nicht automatisch besser. Die Montagebedingungen entscheiden wesentlich über den praktischen Nutzen.
Lohnt sich die Technik auch für ein Balkonkraftwerk?
Auch bei Steckersolargeräten können bifaziale Module interessant sein.
Die Verbraucherzentrale weist darauf hin, dass bifaziale Module bei Steckersolargeräten inzwischen verbreitet sind und insbesondere dann Vorteile bieten können, wenn die Rückseite sichtbar beziehungsweise der Umgebung ausgesetzt ist, beispielsweise bei einer aufgeständerten Montage auf einem Garagendach.
Bei einem Balkonkraftwerk kommt es deshalb stark auf die Montageposition an.
Steht das Modul beispielsweise frei und kann von hinten Streulicht aufnehmen, sind die Voraussetzungen besser als bei einer Montage, bei der die Rückseite praktisch vollständig abgeschirmt ist.
Wer ein Balkonkraftwerk plant, sollte deshalb nicht nur die Wattzahl auf der Vorderseite betrachten.
Was sollte man beim Kauf beachten?
Wer bifaziale Solarmodule vergleichen möchte, sollte mehrere Eigenschaften berücksichtigen.
1. Bifazialitätsfaktor
Der Bifazialitätsfaktor beschreibt vereinfacht das Verhältnis zwischen der Leistungsfähigkeit der Rückseite und der Vorderseite unter definierten Bedingungen.
Ein höherer Wert kann interessant sein, bringt aber nur dann einen praktischen Vorteil, wenn auch ausreichend Licht auf die Rückseite gelangt.
2. Leistung des Moduls
Die Nennleistung auf der Vorderseite bleibt ein wichtiger Vergleichswert.
Die zusätzliche Leistung durch Rückseitenlicht sollte nicht einfach mit der Nennleistung addiert werden, ohne die konkreten Test- und Betriebsbedingungen zu berücksichtigen.
3. Montagehöhe
Bei einer bifazialen Anlage kann die Höhe über dem Untergrund eine wichtige Rolle spielen.
Je nach System verändert sie die Menge und Verteilung der Rückseitenstrahlung.
4. Verschattung
Schatten können die erwartete zusätzliche Einstrahlung reduzieren.
Deshalb sollte die Umgebung bei der Planung berücksichtigt werden.
5. Untergrund
Ein heller Untergrund kann die Rückseitenbeleuchtung verbessern.
Ob eine gezielte Veränderung des Untergrunds wirtschaftlich sinnvoll ist, muss jedoch individuell berechnet werden.
Wie hoch ist der Mehrertrag?
Hier ist Vorsicht bei pauschalen Werbeversprechen angebracht.
Das Fraunhofer ISE betont, dass der Mehrertrag bifazialer Module von den Moduleigenschaften, der Montage und der Umgebung abhängt.
Auch NREL-Daten zeigen eine große Bandbreite abhängig von den Einsatzbedingungen. Für reale Feldbedingungen wird ein zusätzlicher Ertrag von ungefähr 5 bis 15 Prozent als mögliche Größenordnung genannt, während unter anderen Bedingungen auch deutlich höhere Werte demonstriert wurden. Diese Werte sind jedoch keine Garantie für eine bestimmte private Anlage.
Deshalb sollte ein Anbieter nicht einfach mit einem festen „Bifacial-Bonus“ rechnen, ohne die konkrete Montage zu berücksichtigen.
Bifaziale Solarmodule richtig planen
Vor dem Kauf lohnt es sich, die geplante Anlage als Gesamtsystem zu betrachten.
Eine sinnvolle Prüfung kann beispielsweise folgende Punkte umfassen:
- Welche Modulfläche steht zur Verfügung?
- Wie werden die Module montiert?
- Wie viel Abstand besteht zum Untergrund?
- Wie hell oder dunkel ist die darunterliegende Fläche?
- Gibt es Verschattungen?
- Kann Licht die Rückseite tatsächlich erreichen?
- Wie hoch ist der Preisunterschied zu vergleichbaren Modulen?
- Welcher zusätzliche Jahresertrag wird für den konkreten Standort prognostiziert?
Gerade bei größeren Anlagen kann eine Ertragssimulation sinnvoll sein. Das Fraunhofer ISE bietet für bifaziale Systeme spezielle Simulationsmöglichkeiten an, weil die Rückseitenstrahlung in einer gewöhnlichen Ertragsbetrachtung nicht ausreichend einfach abzubilden ist.
Häufige Fragen zu bifazialen Solarmodulen
Sind bifaziale Solarmodule immer leistungsfähiger?
Nicht automatisch. Sie können zusätzlichen Strom erzeugen, wenn ausreichend Licht die Rückseite erreicht. Wie groß der Vorteil ist, hängt von der konkreten Anlage ab.
Brauchen bifaziale Module einen hellen Untergrund?
Nein. Ein heller Untergrund kann jedoch mehr Licht reflektieren und damit die Rückseitenbeleuchtung verbessern. Die Anlage funktioniert auch ohne einen speziell hellen Untergrund.
Sind bifaziale Module für Hausdächer geeignet?
Ja, grundsätzlich können sie auch auf Hausdächern eingesetzt werden. Der zusätzliche Nutzen hängt allerdings stark von der Montage und davon ab, wie viel Licht die Rückseite erreicht.
Lohnen sich bifaziale Module für ein Balkonkraftwerk?
Das kann insbesondere bei einer aufgeständerten Montage interessant sein, bei der die Rückseite sichtbar und der Umgebung ausgesetzt ist. Bei einer Montage ohne nennenswerte Rückseitenbeleuchtung ist der Zusatznutzen entsprechend geringer.
Sind bifaziale Solarmodule teurer?
Der Preis hängt vom konkreten Modul, Hersteller und Marktangebot ab. Für die Wirtschaftlichkeitsberechnung sollte deshalb nicht nur der Kaufpreis, sondern der erwartete Jahresertrag der gesamten Anlage betrachtet werden.
Wann sich die Investition besonders gut rechnen kann
Bifaziale Solarmodule sind vor allem dann interessant, wenn ihre besondere Eigenschaft tatsächlich genutzt werden kann. Eine aufgeständerte Anlage mit ausreichend Rückseitenlicht bietet dafür bessere Voraussetzungen als ein Modul, dessen Rückseite praktisch vollständig abgeschirmt ist.
Wer eine neue PV-Anlage plant, sollte deshalb nicht nur fragen: „Ist das Modul bifazial?“
Die wichtigere Frage lautet:
„Wie viel zusätzliches Licht erreicht die Rückseite an meinem konkreten Standort?“
Genau daraus ergibt sich, ob der technische Vorteil auch einen wirtschaftlichen Mehrwert erzeugen kann.
Für eine fundierte Entscheidung sind daher Modulpreis, Montage, erwarteter Jahresertrag, Verschattung, Untergrund und Eigenverbrauch gemeinsam zu betrachten.
Weiterführende Informationen
Für die technische Einordnung sind insbesondere das Fraunhofer ISE – Ertragsgutachten für bifaziale PV-Module und Systeme und die Informationen des National Renewable Energy Laboratory (NREL) zu bifazialen PV-Systemen hilfreich. Für kleinere Solaranlagen und Balkonkraftwerke bietet außerdem die Verbraucherzentrale – Informationen zu Steckersolar aktuelle Hinweise.
Hinweis: Ertragswerte und Wirtschaftlichkeit hängen vom Standort, der konkreten Anlage, den Montagebedingungen und den jeweiligen Preisen ab. Allgemeine Prozentangaben sind daher nicht als garantierte Mehrerträge für eine einzelne PV-Anlage zu verstehen.
- Photovoltaik einfach erklärt: So funktioniert eine Photovoltaikanlage
→ als grundlegende Erklärung für Leser, die zunächst die Funktionsweise von PV verstehen möchten. - Wie viel Strom produziert eine Photovoltaikanlage?
→ ideal für die Vertiefung zum Thema Ertrag und Produktionsmenge. - Photovoltaik Eigenverbrauch: So nutzen Sie Ihren Solarstrom optimal
→ sinnvoll nach dem Abschnitt über zusätzlichen Solarertrag. - Photovoltaik Kosten pro kWp: Preise richtig vergleichen
→ passend für Leser, die nach dem technischen Vergleich zur Wirtschaftlichkeit übergehen möchten.
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