Volle Leistung bei freiem Rücken – Strom von beiden Seiten
Bifaziale Solarmodule nutzen Licht von beiden Seiten und steigern so den Energieertrag deutlich. Lesen Sie in diesem Beitrag, wo sich die Technologie besonders effektiv einsetzen lässt und wie Megasol solche Module und deren Unterkonstruktion optimal aufeinander abstimmt.
Wer sich mit Solarzellen auskennt, weiss, dass sie aus zwei Lagen Silizium aufgebaut sind. Trifft Sonnenlicht darauf, versetzt die Strahlung Elektronen in Bewegung: Strom entsteht. Dabei ist nicht entscheidend, von welcher Seite das Licht auf das Silizium trifft.
Im Alltag sehen wir Solarmodule meist an Dächern oder Fassaden, fest montiert und zur Sonne hin ausgerichtet. Kein Wunder also, gehen viele davon aus, dass Module nur einseitig Licht verwerten. Doch es gibt auch sogenannte bifaziale Module, die mit Abstand zum Untergrund installiert werden und das eintreffende Licht von beiden Seiten nutzen. Sie wandeln nicht nur direktes Sonnenlicht in Energie um, sondern auch reflektierte Strahlung, etwa von hellen Böden, Schneeflächen oder benachbarten Bauwerken.
Entscheidend für den Zusatzgewinn bifazialer Module ist das Rückstrahlvermögen des Untergrunds – der sogenannte Albedo-Wert. Er beschreibt, wie viel Licht eine Fläche diffus reflektiert. Helle Materialien wie frischer Schnee (Albedo 0.80–0.90), sauberer Beton (ca. 0.30) oder sandiger Boden reflektieren besonders stark, während dunkle Flächen wie Asphalt (0.15) kaum zur Rückseitenbeleuchtung beitragen. Für das Schweizer Mittelland wird ein durchschnittlicher Albedo-Wert von 0.20 angenommen, in alpinen Regionen im Winter hingegen mit 0.80 kalkuliert. Diese hohen Reflexionswerte in den Bergen erklären, weshalb bifaziale Module dort besonders effektiv sind – vor allem im Winterhalbjahr, wenn tiefer Sonnenstand und Schneeflächen zusammentreffen.
Je nach Standort und Untergrund sind so 5 bis 35 Prozent Mehrertrag bei gleicher Fläche möglich. Besonders stark profitieren Anlagen auf Freiflächen, in alpinen Regionen oder im Rahmen von Photovoltaik-Nutzungen in der Landwirtschaft (Agri-PV). Mit dem wachsenden Bedarf nach Winterstrom und der gezielten Erschliessung solcher Flächen rücken bifaziale Lösungen zunehmend in den Fokus.
Megasol gehört zu den Pionierinnen dieser Entwicklung. Das Schweizer Unternehmen hat bifaziale Module früh zur Marktreife gebracht und denkt die Technologie ganzheitlich. Von der Zelle über das Modul bis zur passenden Unterkonstruktion ist alles auf maximale Lichtausbeute ausgelegt.
«Megasol gehört zu den wenigen Herstellerinnen, die nicht nur Solarmodule entwickeln, sondern auch dazu passende Montagesysteme. So stellen wir sicher, dass kein Watt durch unnötige Verschattung verloren geht.»
Daniel Sägesser, CCO
Wie bifaziale Solarmodule mehr aus dem Licht herausholen
Bifaziale Module bestehen aus denselben Solarzellen wie konventionelle. Der Unterschied liegt in der Konstruktion von Träger- und Schutzschicht. Da beide Seiten lichtdurchlässig sind, können Photonen von oben und von unten in die Zelle gelangen. Das Resultat: mehr erzeugter Strom bei gleicher Fläche.
Wie gut das funktioniert, zeigt der Bifazialitätsfaktor. Er gibt an, wie viel Leistung die Rückseite im Vergleich zur Vorderseite bringt. «Unsere Module erreichen konstant über 90 Prozent», sagt Daniel Sägesser, Mitglied der Geschäftsleitung bei der Megasol. «Das ist ein Spitzenwert. Üblich sind heute eher 60 bis 90 Prozent.» Das bedeutet konkret: Im Test unter denselben Bedingungen liefert die Rückseite fast ebenso viel Strom wie die Vorderseite.
Ein Schlüssel dafür liegt im Glas-Glas-Aufbau, den Megasol seit Langem standardmässig einsetzt. «Wir verzichten bewusst auf lichtdichte Rückseitenfolien», so Sägesser. «Beidseitiges Glas lässt mehr Licht an die Solarzelle und schützt sie zudem dauerhaft.»
Je nach Anwendung kann das Rückseitenglas auch eingefärbt sein – zur besseren internen Lichtstreuung oder für gestalterische Zwecke. Als Besonderheit hebt Sägesser das Partial Printing hervor: «Wir bedrucken nur das Raster zwischen den Solarzellen. Die Rückflächen hinter den Solarzellen bleiben lichtdurchlässig, und das Modul wirkt trotzdem homogen hell.» Diese Bauweise eröffnet grosse Flexibilität: «Installateuren stehen mit einem einzigen Modultyp mehrere Optionen offen, ob klassisch oder bifazial montiert.»
Module und Unterkonstruktion perfekt abgestimmt
Bei bifazialen Solaranlagen entscheidet nicht nur das Modul über den Ertrag – auch die Unterkonstruktion spielt eine zentrale Rolle. Denn Teile, welche die Rückseite verschatten, mindern den Mehrertrag. «Megasol gehört zu den wenigen Herstellerinnen, die nicht nur Solarmodule entwickeln, sondern auch dazu passende Montagesysteme», erklärt Daniel Sägesser. «Gerade bei bifazialen Anlagen ist es wichtig, dass vom Halterungssystem bis zur Kabelführung alles aufeinander abgestimmt ist.»
Ein Beispiel dafür ist das System Wingport: eine robuste Stahlkonstruktion für Carports. Zusammen mit NICER-Modulen bildet es eine dichte, wetterfeste Dachhaut, lässt aber dennoch das vom Boden reflektierte Licht ungehindert zur Rückseite der Module gelangen.
Auch für Freiflächenanlagen bietet Megasol optimierte Lösungen: Tracker-Systeme, die sich im Tagesverlauf nach der Sonne ausrichten. Ihre Konstruktion vermeidet gezielt Rückseitenverschattungen und sorgt so für einen gleichmässig hohen Ertrag.
Wo bifaziale PV-Module besonders wirken
Bifaziale Module lohnen sich vor allem dort, wo die Rückseite durch Reflexion vom Boden oder durch diffuse Strahlung ausreichend Licht erhält. Entscheidend sind helle Flächen, genügend Abstand zum Untergrund und möglichst wenig Verschattung.
Agri-PV-Anlage mit bifazialen Modulen: gleichzeitige Nutzung von Fläche für Landwirtschaft und Stromproduktion.
Freiflächenanlagen und Agri-PV
In der Agri-PV ermöglichen Solarmodule die gleichzeitige Nutzung der Fläche für Energiegewinnung und Landwirtschaft, etwa für Ackerbau oder Weidenutzung. Bifaziale Module erzielen dabei Mehrerträge von 10 bis über 25 Prozent, bei Schnee sogar bis zu 35 Prozent.
Eleganter Stromlieferant: Der Wingport schützt Fahrzeuge und erzeugt gleichzeitig saubere Energie.
Carports und Überdachungen
Auch bei Carports, Fahrradabstellplätzen oder Überdachungen ganzer Wege lohnt sich der Einsatz. Helle Platten- oder Betonbeläge reflektieren viel Sonnenlicht. In Kombination mit geeigneten Montagesystemen sind hier Mehrerträge von bis zu 25 Prozent möglich.
Das Kompaktsolarseil-System (KSS): ist eine innovative Lösung, die speziell für den Einsatz in alpinen Regionen entwickelt wurde.
Alpine Lagen
Im Gebirge erreichen Schneeflächen Reflexionswerte (Albedo) von über 80 Prozent. Der zusätzliche Winterstrom kann dabei helfen, Versorgungslücken zu schliessen. Megasol ist an mehreren alpinen Anlagen beteiligt und testet dort neue Systeme für die senkrecht stehende Montage, beispielsweise gespannte Seilkonstruktionen.
Die horizontal angeordneten, lichtdurchlässigen Module erzeugen nachhaltige Energie. | Bild: Tresolar AG
Gebäudeintegration
Auch Fassaden, Geländer oder Solarzäune profitieren nicht nur technisch, sondern auch gestalterisch von bifazialer Technologie. Module mit Partial Printing lassen sich harmonisch ins Gebäude einfügen und nutzen dennoch die Rückseitenstrahlung.
Wo es sich nicht lohnt
Wenig sinnvoll ist der Einsatz dort, wo die Rückseite dauerhaft im Schatten liegt – etwa bei direkt auf Ziegeln montierten Modulen oder bei enger Bebauung ohne Licht von unten.
Was Planer und Installateure beachten sollten
In vielen Fällen ist der Einsatz bifazialer Module naheliegend – etwa bei den zuvor genannten Anwendungen. Bei anderen Projekten, etwa auf Flachdächern, braucht es eine sorgfältige Abwägung zwischen Flächennutzung und möglichem Mehrertrag.
Um die Rückseite wirksam zu belichten, müssen Module mit grösserem Abstand montiert werden. Das senkt zwar die Leistungsdichte auf der Vorderseite, kann aber durch den Zusatzertrag mehr als ausgeglichen werden. Die meisten Planungstools berücksichtigen diesen Effekt.
«Für komplexere Anlagen bieten wir projektspezifische Ertragsanalysen an», sagt Daniel Sägesser. «So können Planerinnen und Installateure schon früh abschätzen, ob sich der bifaziale Zusatzgewinn auch wirtschaftlich auszahlt.»
Für die bifaziale Optimierung sind mehrere Faktoren zu beachten:
- Anstellwinkel und Montagehöhe: Bifaziale Module stehen meist etwas steiler als monofaziale.
- Reihenabstände: Grössere Abstände fördern den Lichteinfall auf die Rückseite.
- Albedo: Der Reflexionsgrad des Untergrunds beeinflusst den Zusatzertrag direkt.
- Systemkomponenten: Die höheren Stromstärken wirken sich auf Kabel, Wechselrichter und Schutzeinrichtungen aus. Alle Gleichstromkomponenten müssen entsprechend dimensioniert werden.
Bifaziale Module erschliessen neue Möglichkeiten in der Anlagenplanung – technisch wie wirtschaftlich. Wer die Bedingungen kennt und das System richtig aufbaut, kann deutlich mehr aus der Sonnenstrahlung herausholen.
