Die gute Nachricht für die Dünnschichthersteller vorweg: First Solar muss diesmal wohl niemand fürchten. Der Gigant, der mit einem Marktanteil von 60 Prozent die Dünnschichtbranche dominiert und als Preisbrecher gilt, scheint hierzulande vorerst nicht in das Segment der Residential-Anlagen eindringen zu wollen. Lediglich in einigen wenigen US-Bundesstaaten vertreibt First Solar seine Module über einen Partner an Eigenheimbesitzer. So bleibt die Bahn frei für die deutschen und asiatischen Produzenten, die den heimischen Markt für die Hausdach-Photovoltaik mit Dünnschichttechnologie bedienen wollen.
Lange Zeit spielte das Residential-Segment in den Vertriebsstrategien der meisten Dünnschichthersteller nach Wahrnehmung vieler Branchenexperten nur eine untergeordnete Rolle. Die Unternehmen setzten vorwiegend auf Freiflächenanlagen sowie auf große Industriedächer. Das kleinteiligere Residential-Geschäft überließen sie der kristallinen Photovoltaik. Doch der Markt für die Großprojekte wird, zumindest in Deutschland, immer enger – nicht zuletzt, weil die Bundesregierung die EEG-Vergütung für Strom aus Solarparks auf landwirtschaftlich nutzbaren Flächen gestrichen hat. Die Förderung für Anlagen auf gewerb lichen Freiflächen sinkt um zwölf, auf Konversionsflächen um acht Prozent. Im Oktober werden die Sätze um weitere drei Prozent reduziert. Nun stehen viele geplante Solarparks vor dem Aus. Auch die Vergütung für Großanlagen auf Industriedächern ist stark gesunken.
Attraktives Segment
Deshalb hat das Residential-Segment für die Dünnschichtanbieter an Attraktivität gewonnen. Jetzt wollen die Hersteller die Vormachtstellung der kristallinen Module auf den kleinen Dächern brechen. Ihr wichtigstes Argument: Ihre Produkte sehen besser aus. „Dünn schichtmodule haben vor allem den Vorteil, dass sie ästhetisch anspruchsvoller sind als kristalline Module“, sagt Marco Lammer, Leiter Produktmanagement bei Bosch Solar Energy. Das sieht auch Timo Bauer so, Produktmanager bei Würth Solar: „Das Thema Ästhetik spricht ganz klar für die Dünnschicht.“ In der Tat ist der Kontrast zur herkömmlichen Dacheindeckung meist weniger stark, da die Module, ob rahmenlos oder nicht, mit ihrer eleganten anthraziten bis schwarzen Farbe eine einheitliche, vergleichsweise unauffällige Fläche bilden. „Für Kunden, die viel Wert auf die Optik legen, sind Dünnschichtmodule eine sehr interessante Alternative“, bestätigt Sebastian Faiß, Inhaber des Esslinger Installationsbetriebes Faiß Solar.
Und das Argument der Ästhetik scheint zu ziehen: Bei Würth Solar zum Beispiel gehen zwei Drittel des Produktionsvolumens von circa 30 Megawatt auf Hausdächer. „Wer sich ein schönes Haus baut oder kauft, möchte nicht unbedingt blaue Module auf dem Dach. Mit unseren schwarzen Module dagegen kann man einen besonderen ästhetischen Punkt setzen, besonders bei dunklen Dachziegeln“, ist Bauer überzeugt. Beim taiwanesischen Hersteller Nexpower, der jährlich 100 Megawatt mikro- und amorphe Siliziummodule produziert und diese auch in Deutschland vertreibt, beträgt der Residential-Anteil mindestens 30 Prozent. Faiß bestückt immerhin noch jede zehnte Anlage bis 15 Kilowatt, die sein Unternehmen installiert, mit Dünnschichtmodulen. Und Installateur Ingo Dedermann, Inhaber der Barczewski GmbH in Bielefeld, kommt sogar auf eine Dünnschichtquote von 100 Prozent: Der Ostwestfale bietet seinen Kunden ausschließlich diese Technologie an – „vor allem aus ästhetischen Gründen“. Insgesamt etwa 200 Kilowatt hat er im letzten Jahr auf Hausdächer gebracht.
Die Schönheit hat allerdings ihren Preis: Die Systemkosten von Residential-Anlagen mit Dünnschichtmodulen liegen meist über 3.000 Euro pro Kilowattpeak, während kleine Systeme mit kristallinen Modulen im zweiten Quartal 2010 schon für durchschnittlich 2.900 Euro zu haben waren. Dedermann zum Beispiel verkauft seine Anlagen – alle aus deutscher Produktion, überwiegend mit Modulen von Würth Solar, Schüco Solar und demnächst auch vom Berliner Hersteller Inventux – für 3.200 bis 3.600 Euro pro Kilowattpeak. Inventux gibt an, dass seine Kunden Systempreise zwischen 2.800 und 3.500 erzielen.
Die Hersteller wollen jedoch nicht allein mit dem Aussehen ihrer Module punkten. So führen sie auch technische Argumente für ihre Technologie zu Felde: „Das Absorptionsspektrum der Dünnschicht ist breiter, so dass die Module sehr gut geeignet sind für Dächer, die nicht nach Süden ausgerichtet sind. Ihre Leistung wird weniger durch Schattenwurf beeinträchtigt, und sie bringen auch bei einem flachen Neigungswinkel einen guten Ertrag“, erklärt Phil Wu, Sprecher von Nexpower. Auch mit hohen Temperaturen kommen die Dünnschichtmodule besser klar, so die Hersteller. „Im Sommer steigt die Temperatur von Solarmodulen oft auf über 60 Grad Celsius. Kristalline Module können hier schnell 20 Prozent weniger Energie liefern, während sich bei Dünnschichtmodulen die Ertragsstärke nur geringfügig verändert“, sagt Roland Sillmann, Vorstand Technik bei Inventux, mit Verweis auf Messungen am Photovoltaik-Institut Berlin.
Ob Dünnschichtmodule die kristallinen Panels bei Schwachlicht und hohen Temperaturen tatsächlich hinter sich lassen, lässt sich allerdings nicht pauschal sagen – welche Technologie besser abschneidet, hängt vom jeweiligen Standort sowie vom gewählten Produkt ab. Alexander Preiß vom Photovoltaik-Institut, das im Auftrag der Industrie Modultests durchführt, erklärt: „Eine generelle Aussage zu treffen ist schwierig, denn beim Schwachlichtverhalten ist die Streuung innerhalb der Gruppe der Dünnschichtmodule breit. Und auch bei den kristallinen Modulen gibt es hier Unterschiede.“ In der Tendenz zeigten die Messungen des Instituts jedoch, dass die Dünnschicht bei schwachem oder diffusem Licht durchaus Vorteile gegenüber der kristallinen Photovoltaik habe, so Preiß.
Mehr Platz für gleiche Leistung
Dem steht jedoch der insgesamt niedrigere Wirkungsgrad der Dünnschicht gegenüber. Bosch Solar Energy zum Beispiel bringt im September ein mikromorphes Modul für Aufdachanlagen auf den Markt, dessen Wirkungsgrad bei acht bis 8,5 Prozent liegen wird. Inventux gibt für die neue Generation seiner mikromorphen Produkte einen Wirkungsgrad von zehn Prozent an. Panels aus amorphem Silizium, wie sie zum Beispiel Schott Solar anbietet, erreichen sechs bis acht Prozent. Spitzenreiter sind die Module auf Kupfer-Indium-Basis (CIS): „Unsere Produkte kommen auf einen Wirkungsgrad von zwölf bis 13 Prozent“, sagt Timo Bauer von Würth Solar. Das Unternehmen stellt ausschließlich CIS-Module her. Auch Bosch Solar Energy wird nach der Übernahme von Johanna Solar ab September ein CIS-Modul für Residential-Anlagen im Programm haben. „Wir erwarten, dass wir hier im nächsten Jahr deutlich zweistellig werden, also elf Prozent und mehr erreichen. Ich rechne damit, dass die CIS-Technologie mittelfristig einen ähnlichen Wirkungsgrad erzielt wie multikristalline Module“, erklärt Marco Lammer.
In Solarparks oder auf Industriedächern, wo sehr viel Fläche zur Verfügung steht, schmerzt der niedrigere Wirkungsgrad der Dünnschicht die Investoren kaum. Bei den Hausdächern, auf denen nur wenige Module Raum finden, ist das jedoch anders, denn: „Das Problem liegt darin, dass ich mehr Platz benötige, um die gleiche Leistung wie mit kristallinen Modulen zu erzielen“, sagt Installateur Faiß, der neben kristalliner Photovoltaik auch die CIS-Produkte von Würth Solar sowie mikromorphe Module von Mitsubishi im Programm hat. Hausbesitzer müssen mit Dünnschicht auf ihren kleinen Dächern also in der Regel Abstriche beim Ertrag machen – bei amorphem Silizium ist es deutlich weniger, bei CIS ist die Differenz relativ gering. Würth-Solar-Mann Bauer sieht darin– wen wundert es – den entscheidenden Vorteil von CIS gegenüber der Silizium-Dünnschicht: „Im Residential-Bereich ist die Fläche begrenzt, und da möchte der Kunde natürlich so viel Leistung wie möglich installieren. Die einzige Dünnschichttechnologie, die ich hier für sinnvoll halte, ist deshalb CIS.“
Der Preis der Schönheit
Höhere Systemkosten, niedrigere Erträge – lohnt sich da die Dünnschicht auf Hausdächern überhaupt, Eleganz hin oder her? Oder anders gefragt: Welchen Preis hat die Ästhetik? Für Rupert Haslinger vom Installationsbetrieb Solar-Partner Süd aus Kienberg ist der Fall klar. Er lehnt die Technologie für Residential-Anlagen grundsätzlich ab: „Dünnschicht hat auf dem Hausdach nichts verloren, ich biete das meinen Kunden gar nicht mehr an.“ Auch er argumentiert mit der niedrigeren Leistung auf gleicher Fläche: „Bei einem 100-Quadratmeter-Dach bekomme ich zehn Kilowatt polykristalline Module auf die Fläche, dagegen aber nur sechs Kilowatt Dünnschicht. Natürlich rechnen sich auch Dünnschichtmodule. Über einen Zeitraum von 20 Jahren erziele ich mit kristalliner Photovoltaik aber deutlich mehr Gewinn. Und nicht zu vergessen ist, dass nach 20 Jahren die Zehn-Kilowatt-Anlage auch weiterhin mehr Strom erzeugt als die kleinere Dünnschichtanlage. Gerade beim Eigenverbrauch von Solarstrom wird man daher von der polykristallinen Anlage mehr profitieren.“
Nicht einmal das Argument der Optik lässt der Ingenieur gelten: „Keine Frage, Dünnschichtmodule bilden eine schöne, homogene Fläche. Aber es gibt mittlerweile kristalline Module mit schwarzem Rahmen, die eine ähnliche Wirkung haben.“
Haslinger hat eine Wirtschaftlichkeitsrechnung für polykristalline Module von Solarworld sowie amorphe Module von Schott Solar auf einem 130 Quadratmeter großen Pultdach mit 15 Grad Neigung und Nordausrichtung durchgeführt. Laut PV-Sol liegt der Jahresertrag der Dünnschichtmodule in dieser Rechnung bei 674 Kilowattstunden pro Kilowattpeak, bei den kristallinen Produkten sind es 715 Kilowattstunden. Zudem kostet die Anlage mit amorphen Modulen mit 3.190 Euro pro Kilowattpeak mehr als die kristalline Variante mit 2.950 Euro. Das Dünnschichtdach hat sich in seiner Rechnung ohne Kredit nach 17 Jahren amortisiert, die polykristalline Anlage bereits nach 14 Jahren.
Kristallin ist wirtschaftlicher
Für andere Dünnschichttechnologien hat Rupert Haslinger eine solche Rechnung zwar noch nicht erstellt. Er ist jedoch überzeugt: „Mikromorphe oder CIS-Module schneiden natürlich besser ab als amorphe Zellen. Unter dem Strich bleiben die kristallinen Produkte aber auf jeden Fall wirtschaftlicher.“ Auch, weil Dünnschichtanlagen oft einen Trafo-Wechselrichter erfordern, der den Ertrag gegenüber einer Anlage mit trafolosem Modell um zwei bis drei Prozent mindert.
Für Sebastian Faiß dagegen kann es die Dünnschicht in Einzelfällen bei der Rentabilität sehr wohl mit den kristallinen Produkten aufnehmen. Ob sich Dünnschicht auf Hausdächern lohnt, hängt für ihn vor allem von der Dachausrichtung und -neigung ab: „Bei Ost- oder Westdächern mit 30 Grad Neigung ist die Dünnschicht ähnlich wirtschaftlich wie die kristalline Photovoltaik. Bei einem Winkel von 20 oder 40 Grad oder einer Nordkomponente verschiebt sich die Rentabilität in Richtung Dünnschicht.“ Dies gilt jedoch nur für größere Hausdächer, schränkt der Handwerker ein: „Im Normalfall sind kristalline Module bei einer Dachfläche bis 100 Quadratmeter immer wirtschaftlicher, einfach weil man mehr Leistung unterbringt.“ Er verweist hier auch auf die Fixkosten für Installation, Gerüste oder Montagegestelle, die sich ja in der Regel nach der Größe der Fläche und weniger nach der installierten Leistung bemessen. Diese bezogen auf die Leistung höheren Kosten werden durch den etwas günstigeren Modulpreis nicht wettgemacht, wenn man die billigsten Produkte der jeweiligen Modultypen miteinander vergleicht. Denn der Endkundenpreis für amorphe Module aus deutscher Fertigung beträgt heute 1.500 bis 1.700 Euro pro Kilowattpeak, bei Produkten aus Fernost sind es 1.400 bis 1.500 Euro – kristalline Module aus China sind schon für weniger als 1.600 Euro zu haben; kristalline Produkte aus Deutschland kosten rund 1.900 Euro.
Doch nicht alle Kunden rechnen so: Dünnschichtanhänger Dedermann hat die Erfahrung gemacht, dass sich die Hausbesitzer in ihren Entscheidungen längst nicht immer von ökonomischen Kalkulationen leiten lassen, die weit in die Zukunft reichen. „Viele Kunden fragen nicht: Wann rechnet sich die Anlage? Sondern: Wie viel Leistung benötige ich, um möglichst wenig Strom vom Versorger dazukaufen zu müssen?“, erklärt er. Zudem komme es ihnen oft weniger auf den Systempreis an als darauf, dass die Anlage auch langfristig zuverlässig und stabil läuft. Dass nicht jeder Kunde mit seiner Photovoltaikanlage schnell viel Geld verdienen will, weiß auch Faiß: „Der Kunde muss sich entscheiden: Möchte er auf seiner Fläche so viel Ertrag wie möglich erzielen oder sagt er, mir reichen auf meiner Fläche wenige Kilowattpeak, bei entsprechend geringeren Investitionskosten.“
