Glas-Glas-Module: Technische Einordnung und Eigenschaften
Für Betreiber*innen bereits installierter Photovoltaikanlagen stellt sich gelegentlich die Frage, ob sich ein nachträglicher Wechsel von bestehender herkömmlicher Solarmodule auf Glas-Glas-Module lohnt. Bei einer voll funktionsfähigen Altanlage ist ein vorzeitiger Austausch rein aus Effizienzgründen in der Regel nicht rentabel, da die Anschaffungs- und Montagekosten den erzielbaren Mehrertrag meist deutlich übersteigen. Relevant könnte eine Umstellung auf die robustere Glas-Glas-Technologie für Bestandskund*innen vor allem dann werden, wenn ohnehin Reparaturen anstehen, defekte Anlagenteile ersetzt werden müssen oder eine Erweiterung der bestehenden Systemfläche geplant ist.
Was sind Glas-Glas-Module?
Als Glas-Glas-Module bezeichnet man Solarmodule, bei denen nicht nur die Moduloberfläche, sondern auch die Modulrückseite aus bruchsicherem Glas besteht – anders als bei sogenannten Glas-Folien-Modulen, bei denen die Modulrückseite mit einer schwarzen oder weißen Kunststofffolie abgeschlossen wird.
Wie sind Glas-Glas-Module aufgebaut?
Die Solarzellen im Inneren von Glas-Glas-Solarmodulen unterscheiden sich nicht von denen, die in Glas-Folien-Modulen verbaut sind. Bei heutigen Solarmodulen sind dies meist monokristalline Solarzellen mit PERC- oder TOPCon-Technologie, die sich durch hohe Wirkungsgrade und ein optimiertes Schwachlichtverhalten auszeichnen.
Aufbau eines Glas-Glas-Solarmoduls
Im Inneren des Glas-Glas-Moduls befindet sich eine dünne Schicht Solarzellen, genau wie bei jedem anderen Solarmodul.
Zum Schutz sind die Solarzellen von beiden Seiten mit einer dünnen Einbettungsschicht aus Kunststofffolie umgeben.
Abgeschlossen werden Doppelglasmodule häufig mit einer gleich dicken Glasscheibe auf der Vorder- und Rückseite. Marktüblich sind hier 2,0 mm oder 1,6 mm.
Wie auch bei Glas-Folie-Modulen verfügt die Glasschicht auf der Modul-Vorderseite über eine spezielle Antireflex-Beschichtung. Sie reduziert die Reflexionsverluste beim Einfall des Sonnenlichts, um den Stromertrag zu steigern.
Wie unterscheiden sich Glas-Glas-Module von herkömmlichen Solarmodulen?
Glas-Glas-Module unterscheiden sich von Glas-Folien-Modulen im Wesentlichen in ihrem Aufbau, genauer gesagt: in der Art ihrer Rückseite und in der Dicke des verwendeten Glases.
Bei Glas-Folien-Modulen besteht nur die Oberseite aus Glas, die Rückseite des Moduls wird mit einer Kunststofffolie abgeschlossen. Zusätzlich ist das gesamte Modul in einen Metallrahmen eingefasst, um seine Stabilität zu erhöhen.
Bei Glas-Glas-Modulen besteht die Modulrückseite, genau wie die Vorderseite, aus bruchsicherem Dünnschicht-Glas. Durch den symmetrischen Modulaufbau befinden sich die Solarzellen in der sogenannten neutralen Faser. Damit sind sie stärker gegen mechanische Belastungen durch Wind und Schnee geschützt.
Welche Rolle spielen bifaziale Module bei der Entscheidung für Glas-Glas oder Glas-Folie?
Als „bifazial“ bezeichnet man beidseitig photoaktive Module – also solche Solarmodule, die sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite Strom erzeugen können. Neben bifazialen Solarzellen ist dafür auch eine lichtdurchlässige Modulrückseite notwendig. Viele bifaziale Module sind Glas-Glas-Module, transparente Rückseitenfolien befinden sich noch im Forschungsstadium. In der richtigen Umgebung können bifaziale Solarmodule mit ihrer Rückseite bis zu 80 % der Vorderseitenleistung erzeugen. Dafür müssen die Module allerdings so installiert sein, dass genug Licht die Modulrückseite erreicht.
Technische Merkmale und Eigenschaften von Glas-Glas-Modulen
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Mechanische Stabilität und Witterungsschutz: Die beidseitige Verglasung schützt die eingebetteten Solarzellen vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und mechanischen Belastungen. Dadurch verringert sich das Risiko von Mikrorissen im Vergleich zu Modulen mit Folienrückseite.
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Betriebsdauer und Garantien: Aufgrund des Alterungsverhaltens der verwendeten Materialien sind Glas-Glas-Komponenten auf eine lange Betriebsdauer ausgelegt. In der Praxis gewähren Hersteller für diese Bauart häufig erweiterte Produkt- und Leistungsgarantien von bis zu 30 Jahren.
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Temperaturverhalten: Glas leitet Wärme anders ab als Kunststofffolien. Dies kann bei hohen Außentemperaturen zu einem moderateren Temperaturanstieg im Modulinneren führen, was den temperaturbedingten Leistungsabfall beeinflusst.
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Brandschutzklassen: Durch den Verzicht auf brennbare Folien auf der Rückseite erreichen Glas-Glas-Module in der Regel höhere Brandschutzklassen.
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Baurechtliche Abstände: Je nach Landesbauordnung gelten für Module mit höherer Brandschutzklasse teils geringere Mindestabstände zu Brandwänden oder Nachbargrundstücken (z. B. bei Reihenhäusern). Die genauen Vorgaben variieren jedoch je nach Bundesland.
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Materialzusammensetzung: Der Aufbau nutzt überwiegend Glas anstelle von polymeren Folien, was die Materialzusammensetzung im Hinblick auf spätere Recyclingprozesse verändert.
Für Betreiber*innen bestehender Photovoltaikanlagen ergeben sich aus diesen Eigenschaften vor allem Kriterien zur Bewertung, wenn im Rahmen von Wartung, Repowering oder Schadenbeseitigung einzelne Komponenten ersetzt oder angepasst werden müssen.
Fragen und Antworten zu Glas-Glas-Modulen
Worin unterscheiden sich Glas-Glas- und herkömmliche Solarmodule technisch?
Glas-Glas-Module bieten durch die beidseitige Verglasung einen höheren mechanischen Schutz und eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen. Dem stehen ein höheres Materialgewicht sowie in der Anschaffung höhere Bauteilpreise gegenüber. Welches Modulkonzept technisch zweckmäßig ist, hängt von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anlage ab.
Sind Glas-Glas-Module teurer?
Aufgrund des höheren Material- und Fertigungsaufwands liegen die reinen Modulpreise bei Glas-Glas-Varianten typischerweise über denen von Standard-Glas-Folien-Modulen. Für den Gesamtaufwand bei einer Reparatur oder Teilerneuerung spielen jedoch auch die Kompatibilität mit der bestehenden Unterkonstruktion und die Montage eine Rolle.
Wann ist der Einsatz von Glas-Glas-Modulen im Bestand relevant?
Für Betreiber*innen bestehender Anlagen ist die Wahl dieser Modulart vor allem bei anstehenden Instandsetzungsmaßnahmen, Schadensfällen oder Systemerweiterungen Thema. Ein technischer Grund für den Einsatz kann eine hohe örtliche Umweltbelastung sein (z. B. erhöhte Schneelast, Ammoniak- oder Salzwasserbelastung) oder der Wunsch nach Überkopfeindeckungen (z. B. bei Carports oder Terrassenüberdachungen), sofern die statischen Voraussetzungen erfüllt sind.
Welche Auswirkungen hat das Modulgewicht auf bestehende Konstruktionen?
Durch das verbaute zweite Glas sind entsprechende Module schwerer als folienbasierte Ausführungen (i. d. R. ca. 23 bis 27 kg gegenüber ca. 20 bis 23 kg bei Standardgrößen). Bei einem nachträglichen Austausch oder einer Erweiterung ist daher zu prüfen, ob die vorhandene Dachstatik und Unterkonstruktion für die Mehrlast ausgelegt sind.
Wie ist die Marktverfügbarkeit von Glas-Glas-Modulen?
Die Bauweise mit Glasrückseite wird mittlerweile von zahlreichen Herstellern im Markt geführt. Das Angebot unterscheidet sich hinsichtlich der Leistungsklassen, Abmessungen und elektrischen Parameter.
Wie unterscheiden sich die Sicherheits- und Brandschutzeigenschaften?
Da bei Glas-Glas-Modulen auf Rückseitenfolien verzichtet wird, weisen sie im Vergleich zu herkömmlichen Modulen eine höhere Brandwiderstandsklasse auf. Beide Bauformen erfüllen jedoch bei fachgerechtem Betrieb die gesetzlichen Sicherheitsstandards für Photovoltaikanlagen.