Photovoltaik: Energetische Amortisation von Solarzellen

Was heißt energetische Amortisation?

Solarzellen verbrauchen bei der Herstellung eine gewisse Menge an Energie. Im Betrieb wird dann mit Hilfe der PV-Module wieder Energie erzeugt. Als energetische Amortisationszeit wird der Zeitraum betrachtet, den die Solarzelle Strom erzeugen muss, um die bei der Herstellung aufgewendete Energie zurückzuliefern. Nur wenn diese energetische Amortisationszeit kleiner als die Lebensdauer ist, ist das System aus energetischer Sicht sinnvoll. Der sogenannte Erntefaktor gibt an, wie oft das System die zu seiner Herstellung benötige Energie während seiner Lebensdauer wieder hereinspielt.

In der Vergangenheit war manchmal von 20 Jahren oder länger die Rede, diese Aussagen sind aber heute nicht mehr haltbar. In der Studie "Energy Payback Time of Crystalline Silicon Solar Modules" von J. Nijs, R. u.a. (erschienen in "Advances in Solar Energy,Boulder, CO USA; vol. 11, 1997) werden detaillierte Untersuchungen zu diesem Thema vorgestellt.

Danach liegt die energetische Amortisation von kristallinen Zellen zwischen 2,5 (polykristalline Zellen) und rund 5 Jahren (monokristalline Zellen). Durch Verbesserungen im Herstellungsprozess sollten sich diese Zeiten nochmals etwa halbieren lassen. Bei amorphem Silizium liegt die energetische Amortisationszeit bei etwas über einem Jahr. Die genauen Daten sind (auf Englisch) unter www.pvpower.com abrufbar.

Auch eine Studie der TU Berlin kommt zum Ergebnis, das sich alle Solarzellentypen energetisch mehrfach amortisieren:

Dünnschichtzellen besser als kristallines Silizium

Am besten schneiden hier die Dünnschichtzellen ab, am schlechtesten kristallines Silizium.

• Monokristallines Silizium, Wirkungsgrad 14,5...15,5%:
  Amortisationszeit: 48...75 Monate
• Polykristallines Silizium, Wirkungsgrad 12...14%:
  Amortisationszeit: 25...57 Monate
• Amorphes Silizium:
  Amortisationszeit: 17...41 Monate

Vergleich mit Solarthermie und Windkraft

In der Studie werden übrigens auch Angaben zur energetischen Amortisation von thermischen Solaranlagen und Windkraftanlagen gemacht:

• Thermische Kollektoren zur Brauchwasserbereitung: Energetische Amortisation nach etwa 5 Monaten
• Windkraftanlagen: Je nach mittlerer Windgeschwindigkeit energetische Amortisation nach 2 bis 22 Monaten.

Eine Studie des schweizer ESU aus 2008 kommt für Europa zum Ergebnis, dass die energetische Amortisationszeit von polykristallinen Paneelen im Mitteleuropa etwa bei 3 Jahren liegt.
Quelle: www.esu-services.ch/fileadmin/download/jungbluth-2008-LCA-PV-web.pdf