Was ist besser, Mono- oder Bifazial

Bifaziale Module erzeugen 5-20% mehr Strom durch Rückseitennutzung, kosten aber 10-30% mehr als monokristalline Module, die mit 18-22% Wirkungsgrad punkten und sich besser für beengte Platzverhältnisse eignen, wobei die Wahl letztlich von Montageart und Budget abhängt.

Aufbau und Funktion

Untersuchungen zeigen, dass monokristalline Module mit einheitlichen dunklen Zellen einen Wirkungsgrad von 18-22% erreichen, während bifaziale Modelle durch beidseitige Nutzung 5-20% mehr Ertrag liefern können. Die Zellstruktur bei monokristallinen Modulen besteht aus einem einzigen Siliziumkristall, was zu höherer Effizienz führt, während bifaziale Module zwei aktive Seiten haben und reflektiertes Licht nutzen. Die typische Modulgröße liegt bei 1,0 x 1,7 m für 300-Watt-Monomodule und 1,1 x 2,0 m für 350-Watt-Bifazialmodule, wobei das Gewicht zwischen 18 kg und 22 kg variiert. Diese strukturellen Unterschiede erklären die Leistungsunterschiede und Anwendungsgebiete der beiden Technologien.

• Monokristallin: Einheitliche dunkle Zellen, 18-22% Wirkungsgrad

• Bifazial: Zwei aktive Seiten, nutzt reflektiertes Licht

• Zellstruktur: Einzelkristall vs. beidseitige Beschichtung

• Modulgröße: 1,0 x 1,7 m vs. 1,1 x 2,0 m

• Gewicht: 18 kg (Mono) vs. 22 kg (Bifazial)

• Montage: Bifazial benötigt 20 cm Abstand für Rückseitennutzung

Die Funktionsweise bifazialer Module basiert auf der Nutzung von direkter und reflektierter Strahlung: Während die Vorderseite 80-85% des Ertrags liefert, trägt die Rückseite 15-20% bei optimalen Bedingungen bei. Die Rückseitenleistung hängt stark von der Untergrundreflexion ab - helle Flächen erhöhen den Ertrag um 10-15%, während dunkler Untergrund nur 5-8% Zusatzertrag bringt. Monokristalline Module erreichen ihren Höchstwirkungsgrad von 22% bei direkter Sonneneinstrahlung, während bifaziale Module durch die beidseitige Nutzung auch bei diffuser Strahlung 5-10% mehr Leistung bringen.

Die Degradation beträgt bei beiden Typen 0,5-0,8% pro Jahr, wobei hochwertige bifaziale Module mit 0,3% deutlich besser altern. Diese Unterschiede machen bifaziale Module besonders für Freiflächen und Aufständerungen interessant, während monokristalline Module für Dach- und Balkonmontage oft praktischer sind. 

Leistungsvergleich

Praxisstudien belegen, dass bifaziale Module unter optimalen Bedingungen 10-25% mehr Ertrag liefern als monokristalline Varianten, wobei dieser Vorteil stark von der Montageart abhängt. Die folgende Tabelle zeigt die Leistungsunterschiede bei verschiedenen Installationen:

"Der Mehrertrag bifazialer Module hängt direkt von der Reflexionsfähigkeit der Umgebung ab"(Fraunhofer ISE Studie 2023)

Bei direkter Sonneneinstrahlung erreichen monokristalline Module ihren Höchstwirkungsgrad von 22%, während bifaziale Modelle auf der Vorderseite 20-21% schaffen. Der entscheidende Vorteil liegt in der zusätzlichen Nutzung der Rückseite, die bei optimaler Reflektion 15-20% der Gesamtleistung beisteuert. Die Leistungskurve über den Tag zeigt, dass bifaziale Module in den Morgen- und Abendstunden 5-10% mehr Leistung bringen, wenn die Sonne flach einfällt und die Rückseite besser angestrahlt wird. Diese Unterschiede machen bifaziale Module besonders für Freiflächen mit hellen Untergründen interessant, während monokristalline Module bei beengten Platzverhältnissen oft die bessere Wahl sind.

Die realen Erträge hängen stark von den Umgebungsbedingungen ab: Bei schneebedecktem Untergrund im Winter kann die Rückseitenleistung bifazialer Module auf 25-30% der Gesamtleistung ansteigen, während im Sommer auf dunklem Kies nur 5-8% erreicht werden. Monokristalline Module zeigen dagegen stabilere Erträge mit ±5% Schwankung über das Jahr, während bifaziale Systeme zwischen +25% im Winter und +5% im Sommer variieren können. Die mittlere Jahresleistung liegt bei bifazialen Modulen 10-15% über monokristallinen Varianten, wobei dieser Wert in städtischen Gebieten mit viel Schatten auf 5-8% sinkt. Die Degradation ist bei beiden Technologien ähnlich und beträgt 0,5% pro Jahr, wobei hochwertige bifaziale Module dank besserer Versiegelung oft mit nur 0,3% auskommen. Diese Leistungsdaten helfen bei der Auswahl der passenden Technologie für den jeweiligen Standort und die Montageart.

Die Temperaturabhängigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor: Monokristalline Module verlieren bei 25°C über Normaltemperatur etwa 0,4% ihrer Leistung pro Grad, während bifaziale Module mit 0,45% leicht stärker reagieren. Bei 40°C Modultemperatur bedeutet das einen Leistungsverlust von 6% gegenüber den Standardtestbedingungen. Der Vorteil bifazialer Module zeigt sich besonders bei hohen Temperaturen, da die Rückseite durch die bessere Belüftung oft 5-10°C kühler bleibt als die Vorderseite. Dieser Effekt kann den Temperaturverlust um 1-2% reduzieren und ist besonders in südlichen Ländern mit hohen Sommertemperaturen relevant. Die Leistungsspitze liegt bei beiden Modultypen zwischen 11 und 14 Uhr, wobei bifaziale Module in diesem Zeitraum 8-10% mehr Strom produzieren, wenn der Untergrund optimal reflektiert. 

Vor- und Nachteile

Vergleiche zeigen, dass bifaziale Module bei optimaler Montage 10-25% mehr Ertrag bringen, während monokristalline Varianten 5-10% günstiger in der Anschaffung sind. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede zusammen:

Die Vorteile monokristalliner Module liegen in ihrer bewährten Technologie: Sie erreichen 18-22% Wirkungsgrad auf der Vorderseite und sind damit 3-5% effizienter als die Vorderseite bifazialer Module. Die einfache Montage ohne besondere Abstandsregeln macht sie ideal für beengte Platzverhältnisse auf Dächern oder Balkonen. Die Degradation beträgt nur 0,5% pro Jahr, was zu einer 80%igen Leistung nach 25 Jahren führt. Die Produktion ist ausgereift, was die Preise auf 10-15% unter bifazialen Modellen drückt. Diese Faktoren machen monokristalline Module zur ersten Wahl für Standardinstallationen mit begrenztem Budget und Platz.

1. Höhere Effizienz: Monokristallin hat 3-5% besseren Vorderseitenwirkungsgrad

2. Geringere Kosten: 10-15% preiswerter in der Anschaffung

3. Einfachere Montage: Keine besonderen Abstandsregeln

4. Bewährte Technik: Längere Erfahrungswerte und Tests

5. Geringere Temperaturabhängigkeit: -0,4%/°C vs. -0,45%/°C

6. Längere Lebensdauer: 25-30 Jahre vs. 20-25 Jahre

Bifaziale Module punkten mit ihrer Mehrseitennutzung: Unter optimalen Bedingungen mit hell reflektierendem Untergrund und 20 cm Montageabstand erreichen sie 10-25% höhere Erträge als monokristalline Systeme. Besonders bei flacher Sonneneinstrahlung in den Morgen- und Abendstunden steigt die Leistung um 15-20%, da die Rückseite zusätzliches Licht nutzt. Die Technologie eignet sich ideal für Freiflächenanlagen mit hellen Untergründen wie Beton oder Schnee, wo Rückseitenerträge bis zu 30% möglich sind. Allerdings benötigen bifaziale Module 20% mehr Platz für optimale Performance und sind 10-30% teurer in der Anschaffung. Die Degradation ist mit 0,5-0,8% pro Jahr leicht höher als bei monokristallinen Modulen, was die Lebensdauer auf 20-25 Jahre begrenzt. 

Kosten und Effizienz

Studien zeigen, dass bifaziale Module zwar 10-30% höhere Anschaffungskosten verursachen, aber unter optimalen Bedingungen 15-25% mehr Ertrag liefern können. Die Amortisationszeit liegt bei monokristallinen Modellen bei 6-8 Jahren, während bifaziale Systeme 7-10 Jahre benötigen, wobei dieser Wert stark von der Montageart beeinflusst wird. Die jährlichen Stromerträge pro installiertem Watt liegen bei 0,9-1,1 kWh für monokristalline und 1,0-1,3 kWh für bifaziale Module, was die höheren Kosten teilweise ausgleicht.

• Anschaffungskosten: Monokristallin 10-15% günstiger

• Mehrertrag: Bifazial 5-25% je nach Montage

• Amortisation: 6-10 Jahre je nach Technologie

• Wirkungsgrad: Monokristallin 18-22%, Bifazial 20-23%

• Platzbedarf: Bifazial benötigt 20% mehr Fläche

• Lebensdauer: Monokristallin 25-30 Jahre, Bifazial 20-25 Jahre

1. Kosten pro Watt: Monokristallin 0,30-0,40, Bifazial 0,35-0,50

2. Jahresertrag: Monokristallin 900-1.100 kWh/kWp, Bifazial 1.000-1.300 kWh/kWp

3. Montagekosten: Bifazial 15-20% höher durch größeren Abstand

4. Wartungskosten: Ähnlich bei 50-100 pro Jahr

5. Energierückgewinn: Monokristallin 2-3 Jahre, Bifazial 2,5-4 Jahre

6. Gesamtkosten/ kWh: Monokristallin 0,08-0,12, Bifazial 0,09-0,13

Die Effizienzunterschiede zeigen sich besonders unter realen Bedingungen: Während monokristalline Module bei direkter Sonneneinstrahlung 95% ihrer Nennleistung erreichen, profitieren bifaziale Module von diffuser Strahlung und liefern dann 5-10% mehr Leistung. 

Die Temperaturabhängigkeit ist bei beiden Typen ähnlich, wobei monokristalline Module mit 0,4% Verlust pro Grad etwas besser abschneiden als bifaziale mit 0,45%. Die jährliche Degradation liegt bei 0,5% für monokristalline und 0,5-0,8% für bifaziale Module, was die langfristige Leistungsfähigkeit beeinflusst.

Einsatzgebiete

Analysen zeigen, dass bifaziale Module in Freiflächenanlagen mit hellen Untergründen 20-30% höhere Erträge liefern, während monokristalline Varianten bei Dachmontagen 5-10% praktikabler sind. Die optimale Ausrichtung für bifaziale Systeme liegt bei 90° Aufständerung mit 50 cm Bodenabstand, was 25% Mehrertrag gegenüber flacher Montage bringt. Monokristalline Module erreichen ihre Höchstleistung von 22% Wirkungsgrad bei 30° Neigung und Südausrichtung, was sie ideal für typische Hausdächer macht. Diese Unterschiede bestimmen die jeweiligen Einsatzgebiete der beiden Technologien.

"Bifaziale Module sind besonders für Solarparks und gewerbliche Großanlagen geeignet, wo der Platz für optimale Aufständerung vorhanden ist"(Fraunhofer ISE 2023)

 In städtischen Gebieten mit beengten Platzverhältnissen sind monokristalline Module die bessere Wahl, da sie 95% ihrer Leistung auch ohne spezielle Montageabstände erreichen. Bei Balkonkraftwerken bringen bifaziale Module nur 2-5% Mehrertrag, weil die Rückseitennutzung durch die Nähe zur Wand eingeschränkt ist. Die jährliche Energieproduktion liegt bei Freiflächenanlagen mit bifazialen Modulen bei 1.300-1.500 kWh pro kWp, während monokristalline Dachanlagen 1.000-1.200 kWh pro kWp schaffen. Diese Werte variieren regional um 10-15% und zeigen, dass die Technologiewahl stark vom konkreten Standort abhängt.

Die spezifischen Anwendungsgebiete beider Modultypen sind klar abgrenzbar: Bifaziale Module glänzen in Solarparks mit hellen Kiesuntergründen, wo sie 25-30% mehr Ertrag als monokristalline Systeme bringen. Auch auf Flachdächern mit weißer Beschichtung und mindestens 40 cm Aufständerung erreichen sie 15-20% höhere Erträge. Monokristalline Module sind dagegen ideal für Schrägdächer mit 15-35° Neigung, wo sie 95-98% ihrer Nennleistung erreichen. Bei Ost-West-Ausrichtung sinkt der Vorteil bifazialer Module auf 5-8%, was die höheren Kosten oft nicht rechtfertigt. In schneereichen Regionen können bifaziale Module im Winter 30-40% höhere Erträge durch die reflektierende Schneedecke erzielen, während monokristalline Systeme hier nur 5-10% Vorteil bieten.