Ein Halbzellen-Modul verwendet Solarzellen, die in der Mitte durchgeschnitten wurden. Jede Hälfte führt nur den halben Strom, dadurch sinken die Leitungsverluste im Modul. Zusätzlich ist das Modul oft in zwei Hälften verschaltet, die bei Teilschatten unabhängiger arbeiten als ein Modul mit ganzen Zellen.
Warum halber Strom weniger Verlust bedeutet
Der Strom einer Zelle fließt über feine Leiterbahnen und Verbinder zur Anschlussdose. Auf diesem Weg geht Energie als Wärme verloren, und zwar mit dem Quadrat des Stroms. Halbiert man den Strom, fällt der Verlust auf ein Viertel, bei sonst gleichem Widerstand.
Ein Rechenbeispiel zeigt die Größenordnung. Fließen durch eine Verbindung 10 Ampere und verlieren dort 100 Einheiten, bleiben bei 5 Ampere nur noch 25 Einheiten übrig. Die absoluten Werte hängen vom Aufbau ab. Das Prinzip erklärt aber, warum Hersteller halbierte Zellen einsetzen: Gerade bei großen Zellen mit hohem Strom lohnt sich der Schnitt.
Das Modul in zwei Hälften
Meist werden die halbierten Zellen so verschaltet, dass die obere und die untere Modulhälfte jeweils für sich eine Gruppe bilden. Statt 60 ganzer Zellen sitzen dann 120 halbe im Modul. Jede Hälfte hat in der Regel eigene Bypassdioden. Wikipedia erklärt das Prinzip am Beispiel eines Moduls mit 6 mal 10 Zellen: Dort überbrückt jede Diode 20 Zellen, sodass Teilschatten das Modul nur auf ein Drittel oder zwei Drittel Leistung bringt statt auf null.
Was das am Balkon bedeutet
Am Balkongeländer ist die Unterkante oft verschattet: durch die Brüstung, einen Blumenkasten oder davor stehende Möbel. Bei einem Modul im Hochformat trifft der Schatten dann die untere Zellreihe. Ob die obere Hälfte weiterläuft, hängt von der Verschaltung ab, die das Datenblatt oder die Herstellerzeichnung zeigt. Der Wechselrichter mit seinem MPP-Tracker sucht anschließend den besten Betriebspunkt für das, was übrig ist.
| Situation | Ganzzellen-Modul | Halbzellen-Modul |
|---|---|---|
| Strom je Zelle | voll | halbiert |
| Leitungsverlust im Modul | höher | geringer |
| Teilschatten unten | Teil der Zellreihen fällt aus | bei getrennten Hälften läuft oft die obere weiter |
| Zahl der Zellen | z. B. 60 | z. B. 120 Halbzellen |
Grenzen des Prinzips
- Die Halbierung ändert nichts an der Modulleistung in Wattpeak. Sie verbessert nur den Wirkungsgrad im Modul und das Verhalten bei Schatten.
- Bei vollflächiger Verschattung hilft die Technik nicht.
- Bei Querformat-Montage kann der Schatten beide Hälften treffen, dann verschwindet der Vorteil.
Mehr zum Schutz vor Überhitzung bei Schatten steht im Eintrag zur Bypassdiode, die Folgen auf den Jahresertrag ordnet der Beitrag zur Verschattung ein. Eine Auswahl an Bauformen bietet die Seite zu Solarmodulen.
Häufige Fragen
Sind Halbzellen-Module effizienter?
Sie verlieren im Modul weniger Energie, weil der Strom pro Zelle kleiner ist. Der Gewinn ist meist ein kleiner Prozentbereich und steckt schon im Wirkungsgrad des Datenblatts. Aussagekräftig ist deshalb der Modulwert, nicht das Etikett „Halbzelle“. Zwei Module mit gleichem Wirkungsgrad sind im Betrieb ähnlich effizient, egal wie viele Zellen sie haben.
Sind Halbzellen-Module bei Schatten wirklich besser?
Oft ja, wenn der Schatten nur eine Hälfte betrifft und die Hälften getrennt verschaltet sind. Bei Schatten über die ganze Modulbreite nützt es nichts. Prüfe die Verschaltung im Datenblatt und überlege, ob du das Modul im Hoch- oder Querformat montierst, bevor du dich auf den Vorteil verlässt.
