Bei den Solarmodulen unterscheidet man zwischen Polykristallinen und Monokristallinen Solarzellen. Weiterhin gibt es flexible Dünnschichtmodule bei der die Zellen von einer Kunststoffschicht umschlossen sind und starre Solarmodule die von einem Alurahmen eingefasst sind und oft eine Oberfläche aus Glas oder hartem Kunststoff haben.
Polykristalline Solarmodule
bestehen aus vielen kleinen Kristallen die sich beim Erhitzen und anschließenden erkalten bilden. Durch viele kleinen Kristalle und kleine Risse haben Sie weniger Wirkungsgrad als große Monokristalline Solarzellen.
Polykristalline Zellen schimmern meist blau, wirken strukturierter und man sieht manchmal die Kristallgrenzen.
Polykristalline Zellen haben einen geringeren Wirkungsgrad benötigen also mehr Platz um die gleiche Leistung wie monokristalline Module zu erzeugen.
Monokristalline Solarmodule
Monokristalline Zellen werden aufwendiger zu größeren Kristallen gezüchtet. Eine Monokristalline Zelle ist meist dunkelblau oder schwarz und hat eine sehr gleichmäßige Oberfläche ohne erkennbare Kristallabgrenzungen. Der Wirkungsgrad ist höher, so das bei gleicher Baugröße mehr Leistung erzeugt wird.
Da bei mobilen Solaranlagen die verfügbar Dachfläche häufig begrenzt ist, sind monokristalline Solarmodule fast immer zu empfehlen da diese bei weniger Gewicht und Platzbedarf einfach mehr Leistung liefern (bis zu 30%).
Flexible oder Starre Solarmodule
Es gibt zwei Bauarten von Solarmodulen.
Die klassischen Starren mit Alurahmen und die dünnen Flexiblen eingefasst in einer Kunststoffschicht.
Nachfolgend beispielsweise ein Vergleich von zwei 160 Watt monokristallinen Solarmodulen.
| starr | flexibel | |
| Abmaße | 1470 x 670 x 35 mm | 1505*540*3 mm |
| Gewicht | 11,4 kg | 2,94 kg |
| Effizienz | 19,9% | 20,8% |
| Anzahl der Zellen | 36 | 44 |
| Leerlaufspannung – Voc | 21,2 Volt | 32,7 Volt |
| Kurzschlussstrom – Isc | 9,7 Ampere | 6.19 Ampere |
| Maximum Power Voltage (Vpm) | 17,7 Volt | 27.3 Volt |
| Maximum Power Current (Imp) | 8,7 Ampere | 5,86 Ampere |
| Maximum System Voltage | 1000 Volt | 45 Volt |
| Montage | Montagehalterung 3 cm Abstand | direkt auf das Dach mit dicker Klebenaht aufkleben |
| (zerstörungsfrei) Demontierbar | Ja | Nein |
| Begehbar | Nein | Ja, ohne Schuhe |
| Hagelfest | Ja | Ja |
| Wärmeübertragung auf Fahrzeugdach | wird vermindert | Ja |
| Preis | ca. 150€ | ca. 250€ |
| Leistungsgarantie | bis 25 Jahre | bis 25 Jahre |
Die flexiblen Solarmodule zeichnen sich vor allem durch die geringe Bauhöhe von 3 mm ohne Anschlussbox und das geringe Gewicht von ca. 3 kg aus. Früher hatten die flexiblen Module einen schlechten Ruf, da teils nicht UV-fester Kunststoff verwendet wurde, der schnell vergilbte oder spröde wurde und so die Module schnell an Leistung verloren. Heute gibt es Qualitätsmodule wie z.B. die von Auto.Solar die genau diesellbe 25 Jährige Leistungsgarantie bieten wie die starren Module.
Die Solarmodule mit Starrrahmen werden mit Montageprofilen verschraubt und diese dann mit Sikaflex auf dem Dach verklebt (manchmal auch zusätzlich geschraubt). Es werden für die Montage zusätzliche Montagehalter benötigt oder es muss ein eigenes Trägergestell, z.B. aus Aluprofilen gefertigt werden. Wichtig ist ca. 3-5 cm Luft unter den Modulen zu lassen damit die Luft zirkulieren kann. Andernfalls erhitzt sich das Modul stärker und die Leistung fällt ab. Da die Auflagefläche der Montagehalter relativ gering ist, ist es natürlich unabdingbar das Dach vor dem Kleben gründlich zu reinigen, zu entfetten und ggf. eine Aktiviator zu verwenden. Loser Lack sollte in jedem Fall sauber abgeschliffen werden. Der beste Kleber nützt nichts, wenn der Lack sich ggf. zusammen mit dem Modul löst. Je nach Dachform, Position und Fahrzeuggeschwindigkeit können temporär über 100 kg Zugkraft an dem Modul ziehen. (Wenn sich ein bis zu 20 kg schweres Alurahmen-Modul bei 100 km/h vom Fahrzeugdach löst und über die Autobahn segelt, ist leicht vorstellbar wie groß der Schaden sein kann.) Über die (lange) Nutzungszeit, sollte die Festigkeit der Verklebung der Module regelmäßig kontrolliert werden, da der TÜV dies in der Regel (als nicht Fahrzeug-zugehörig) nicht besonders prüft.
Die flexiblen Solarmodule werden direkt auf das Dach geklebt. Die entstehende Wärme wird über die Dachoberfläche abgeführt. Dabei spielt es keine Rolle ob das Dach ganz glatt ist oder zur Stabilisierung Sicken hat. Wichtig ist bei der Montage die Klebewülste ausreichend dick aufzutragen und das Solarmodul danach nicht zu stark anzudrücken. Eine zu dichte Verklebung mit dem Dach würde bei starker Erhitzung der Module die Ausdehnung verhindern und so zu Micro-Spannungsrissen innerhalb des Moduls führen, was die Leistung des Moduls über die Zeit absinken lässt.
Ein Fehler welcher bei der Montage von flexiblen Solarmodulen oft gemacht wird ist, dass diese beim Hochheben auf das Fahrzeugdach zu stark durchgebogen werden. Schon beim Einmaligen zu starken Biegen kann es zu unsichtbaren Microrissen in den Solarzellen oder gar im Kunststoff kommen, was die Leistung sofort vermindert oder später über die Zeit das Eindringen von Feuchtigkeit ermöglicht und die Leistung langsam absinkt.
Die Frage ob man starre oder flexible Solarmodule verbauen soll ist schwer zu beantworten.
Starre Solarmodule sind besser geeignet wenn:
- es günstig sein soll
- für große Campingfahrzeuge wenn das Gesamtfahrzeuggewicht bzw. ein hoher Schwerpunkt auf dem Dach (stärkere Kurvenneigung) keine Rolle spielt
- wenn eine niedrige Fahrzeughöhe nicht wichtig ist (für z.B. VW – Busse in niedrigen Parkhäusern, Garagen)
- Das Campingfahrzeug schon sehr alt ist und die Solaranlage später demontiert und auf ein neues Fahrzeug umgezogen werden soll
- das Dach flach und gerade ist
- Wenn man das Fahrzeugdach ein wenig gegen direkte Sonneneinstrahlung schützen will und so den Innenraum minimal kühler halten möchte
- wenn man überwiegend in sehr heißen Regionen unterwegs ist
Flexible Solarmodule sind besser geeignet wenn:
- das Fahrzeugdach nicht nur flach, sondern auch gebogen ist
- ein niedriger Schwerpunkt wichtig ist z.b. bei kleinen Kombis, VW-Bussen ohne Hochdach, welche wie PKW´s häufig schnell in Kurven gefahren werden
- das zulässige Gesamtfahrzeuggewicht gering ist
- geringe Aufbauhöhe für Garageneinfahrten wichtig ist
- der Windwiderstand und Fahrzeuggeräusche minimiert werden sollen
- Es sich um ein neues Fahrzeug handelt und die Solarmodule nie demontiert werden sollen. (Selbst bei defekten flexiblen Solarmodulen ist es oft schonender, das alte Modul einfach mit dem neuen Modul zu überkleben, statt das Defekte vorher zu entfernen.)
Wie die Solarmodule verschaltet werden sollen ist eine Philosophie für sich.
Für Fahrzeuge die teils unter Bäumen stehen und die Module teilverschattet werden könnten, macht eine Parallelschaltung der Solarmodule Sinn. Bei der Parallelschaltung ist gewährleistet, dass das nicht verschattete Modul seine Leistung an den Solarregler sendet. Der Nachteil der Parallelschaltung ist, wie bereits beschrieben, das mehr Ampere (Stromstärke) durch die Kabel gehen, diese sich stärker erwärmen und die Anlage insgesamt mehr Wärmeverluste hat.
Prinzipiell ist die Reihenschaltung von Solarmodulen die energieeffizienteste Schaltung. Durch die Schaltung in Reihe addiert sich die Spannung, bei gleichbleibender Stromstärke, so dass mehr Leistung an den Solarregler gesendet werden kann. Insbesondere bei niedriger Sonneneinstrahlung und wenig Intensität ist eine hohe Spannung von Vorteil.
Zu beachten ist, dass wenn nur 4 Module in Reihe geschaltet werden schon 80 Volt anliegen können und schnell gefährlich hohe Spannungen entstehen können. Der Nachteil der Reihenschaltung ist, dass wenn ein Modul teilverschattet oder beschädigt ist, nur die Leistung des schwächsten Moduls an den Solarregler gesendet wird. Der große Vorteil überwiegt jedoch fast immer, dass bei niedriger Sonneneinstrahlung, mehr Leistung als bei der Parallelschaltung am MPPT Regler ankommt und so bis auf wenige Ausnahmen effizienter und schneller geladen werden kann, Von daher ist Mitteleuropa eigentlich immer eine Reihenschaltung zu empfehlen.
Egal welche Art der Schaltung verwendet wird, es sollten immer möglichst große Module verbaut werden, da diese oft im Verhältnis zur Leistung günstiger sind und mehr Fläche auf dem Dach mit Solarzellen versehen werden können, statt sie mit Randflächen und Befestigungssystemen zu verschwenden. Auch ist ein 300 Watt Modul einfacher zu montieren, leichter und kostengünstiger als jeweils 3*100 Watt Module zu verbauen.