Bifaziale PV-Module: Albedo-Effekt berechnen und Mehrertrag
Bifaziale Module nutzen auch rückseitiges Streulicht. Der Mehrertrag hängt von Albedo, Montagehöhe und Bodenbelag ab — wir zeigen die genaue Berechnungsmethodik.
Von Redaktion Solarexperten24 · Redaktion · veröffentlicht am 11. Oktober 2025
Funktionsprinzip bifazialer Module
Bifaziale PV-Module können Sonnenlicht von beiden Seiten absorbieren — die Vorderseite direkt und die Rückseite durch reflektiertes und diffuses Licht (Albedostrahlung). Dies erfordert eine transparente Rückseitenfolie (Glas-Glas oder Glas-Transparent-Folie) sowie eine bifaziale Zellstruktur (z. B. PERC-bifazial, TOPCon oder HJT). Der Bifazialitätsfaktor φ beschreibt das Verhältnis der Rückseiteneffizienz zur Vorderseiteneffizienz: φ = η_rear / η_front. Typische Werte: PERC-bifazial: 75–85 %, TOPCon: 80–90 %, HJT: 93–98 %.
Albedo: Definition und Werte verschiedener Untergründe
Albedo (ρ) ist das Verhältnis der reflektierten zur eintreffenden Globalstrahlung. Wichtige Referenzwerte:
- Frischer Schnee: ρ = 0,80–0,90
- Heller Kies/Schotter: ρ = 0,25–0,40
- Weißer Beton: ρ = 0,45–0,55
- Grauer Beton/Asphalt: ρ = 0,10–0,20
- Gras (grün): ρ = 0,20–0,28
- Trockener Sand: ρ = 0,30–0,40
- Flachdachbekiesung (grau): ρ = 0,12–0,18
- Weißanstrich Dach: ρ = 0,60–0,80
Berechnungsmodell: Bifazialer Mehrertrag
Der zusätzliche Energieertrag durch Bifazialität lässt sich mit dem vereinfachten Modell nach Carre & Liu schätzen:
G_rear = G_front × ρ × F_gf × φ
wobei: G_rear = rückseitige Bestrahlungsstärke [W/m²], G_front = Bestrahlungsstärke auf der Frontseite [W/m²], ρ = Albedokoeffizient des Untergrunds, F_gf = View Factor (Sichtfaktor Modul → Boden, geometrieabhängig), φ = Bifazialitätsfaktor des Moduls.
Für eine Freiflächenanlage mit 35° Neigung, 2,5 m Montageabstand, Kiesboden (ρ = 0,30): F_gf ≈ 0,55 und φ = 0,80 ergibt: G_rear = G_front × 0,30 × 0,55 × 0,80 = G_front × 0,132 → 13,2 % rückseitige Zusatzleistung. Bei G_front = 900 W/m² (typisch im Sommer): G_rear ≈ 119 W/m².
Einfluss der Montagehöhe
Der View Factor F_gf ist stark höhenabhängig. Simulationen zeigen: bei einer Montagehöhe von 0,5 m (Flachdach): F_gf ≈ 0,20–0,30; bei 1,5 m: F_gf ≈ 0,40–0,50; bei 3,0 m: F_gf ≈ 0,55–0,65. Für Dachanlagen mit geringer Modulhöhe ist der Bifazialitätsvorteil daher deutlich reduziert. Die optimale Montagehöhe für maximalen Bifazialertrag liegt bei > 1,0 m über reflektierendem Untergrund.
Simulation mit BIFACIAL_RADIANCE und PVsyst
Präzise Bifazial-Simulationen erfordern Strahlungstransportsimulationen. BIFACIAL_RADIANCE (NREL, Open Source) nutzt das Radiance-Raytracing-System für exakte View-Factor-Berechnungen unter Berücksichtigung von Reihenabständen, Montagegeometrie und diffusem Himmel. PVsyst ab Version 7.2 bietet ein vereinfachtes Bifazialmodell mit algebraischem View Factor. Abweichungen zwischen Modellen: 1–3 % beim Jahresertrag.
Messbare Mehrerträge in Feldtests
Gemessene Bifazial-Mehrerträge aus Feldtests (Quelle: Fraunhofer ISE, NREL):
- Freiflächenanlage, Kies, 30°: +6–9 % Jahresertrag
- Freiflächenanlage, weißer Kies: +10–14 %
- Dachmontage, Beton, geringer Abstand: +2–4 %
- Schneebedeckung im Winter: +15–25 % (temporär)
Glas-Glas vs. Glas-Folie bifazial
Glas-Glas-Module (beidseitiges Sicherheitsglas) bieten besseren Schutz und höhere Bifazialität, sind aber ~1,5 kg/m² schwerer. Die statischen Anforderungen steigen dadurch um ca. 15–20 %. Glas-Transparentfolie-Module (z. B. weißes TPT oder transparentes PVDF) sind leichter, zeigen aber UV-Degradation der rückseitigen Folie nach 10–15 Jahren, was die Transparenz und damit den Bifazialertrag reduziert.