Fachbeitrag | Information
22.02.2016

Qualitätsmerkmale bei Photovoltaikmodulen

Steigende Strompreise, Umweltfreundlichkeit und attraktive Förderungen bewegen viele Menschen dazu, ihren Strom mit Hilfe von Photovoltaikmodulen selbst zu erzeugen. Woran Sie als Elektrofachkraft ein technisch gutes Photovoltaikmodul erkennen, erfahren Sie in diesem Fachbeitrag.

© tzahiV/​ iStock/​ Thinkstock

Zertifikate bürgen für Qualität von Photovoltaikmodulen

Eine erste technische Einordnung der Qualität von Photovoltaikmodulen bietet die Norm IEC 61215 für kristalline Photovoltaikmodule und die Norm IEC 61646 für Dünnschicht-Photovoltaikmodule. Alle namhaften Hersteller, die auf dem europäischen Markt präsent sind, lassen die Photovoltaikmodule nach diesen Prüfbedingungen zertifizieren, z.B. beim TÜV. Bei erfolgreich bestandenen IEC-Tests werden die Photovoltaikmodule mit dem jeweiligen Zertifikat ausgestattet. Ob ein Photovoltaikmodul ein entsprechendes Zertifikat hat, kann man in der Regel auf der Homepage des Zertifizierers nachprüfen, z.B. beim TÜV Rheinland.

Leistungsdichte von Photovoltaikmodulen

Ein weiteres wichtiges technisches Kriterium zur Beurteilung eines Photovoltaikmoduls ist die Leistungsdichte in Wp/m2. Diese Angabe ist nicht immer aus dem Datenblatt ersichtlich, kann aber entsprechend kalkuliert werden, indem man die Wp-Leistung des jeweiligen Photovoltaikmoduls durch die Modulfläche dividiert. Bei kristallinen Photovoltaikmodulen erreicht man Werte zwischen 130 und 150 Wp/m2. Die Hochleistungsmodule kommen auf Werte bis zu 200 Wp/m2.

Anzahl der Busbars

Um den durch die Siliziumzelle erzeugten Strom abführen zu können, muss dieser elektrisch kontaktiert werden. Dies geschieht über das auf die Zelloberfläche aufgebrachte metallische Kontaktgitter, das aus relativ dünnen Fingern und breiten Streifen besteht, den sogenannten „Busbars“. Viele etablierte Modulhersteller verwenden Zellen mit zwei Busbars, da diese Zellen über viele Lieferanten erhältlich sind und oft eine hohe Zelleffizienz aufweisen. Um den erzeugten Strom besonders zuverlässig abzuleiten, werden Zellen mit drei Busbars ausgestattet, da sich so die Last besser verteilen kann und elektrische Übergangswiderstände zwischen den Zellen reduziert werden können. Derartige Photovoltaikmodule mit drei Busbars führen zu einer höheren Moduleffizienz bei gleichzeitig höherer technischer Zuverlässigkeit.

Verschiedene Solargläser bei Photovoltaikmodulen

Auf dem Markt sind verschiedene Solargläser verfügbar: glatte, unstrukturierte, mikrostrukturierte, stark strukturierte Gläser oder speziell beschichtete Gläser. Die technische Aufgabe des jeweiligen Glases besteht darin, das Sonnenlicht möglichst optimal in das Modul zu leiten. Allerdings neigen stark strukturierte Gläser zu Verschmutzungen auf der Moduloberfläche, die die elektrische Leistung des Moduls mit der Zeit vermindern können. Für Anlagen am besten technisch geeignet ist die Verwendung von mikrostrukturiertem Glas, das bei gelegentlichem Regen einen Selbstreinigungseffekt aufweist. Damit kann die Vermoosung der Moduloberfläche minimiert werden.

Technische Bauform von Photovoltaikmodulen

Ein wichtiges technisches Kriterium aus langfristiger Sicht ist, ob der verwendete Modultyp nur von einem einzigen Hersteller in dieser Bauform angeboten wird oder ob es auch alternative Hersteller gibt, die vergleichbare Module liefern. Als Standard haben sich dabei folgende Bauformen herausgebildet: Module mit 72 Zellen mit 5″ Modullänge (Maße ca. 0,8 m x 1,6 m), Module mit 60 Zellen mit 6″ Modullänge (Maße ca. 1 m x 1,68 m), Module mit 48 Zellen mit 6″ Modullänge (Maße ca. 1 m x 1,31 m). Wenn innerhalb der Betriebszeit einer Photovoltaikanlage von 20 bis 30 Jahren der Hersteller nicht mehr existiert und ein Modul defekt ist, ist es sehr hilfreich, auf einen alternativen Lieferanten ausweichen zu können.

Beim Modulrahmen sollte auf eine solide Ausführung geachtet werden. Am unempfindlichsten und stabilsten sind Rahmen aus eloxiertem Aluminium, die auch am Markt weit verbreitet sind. Modulrahmen sollten keine geschlossenen Hohlräume aufweisen, da sich darin Wasser sammeln kann, was zu mechanischen Folgeschäden führen kann.

Anwendungsbereich

Für eine technische Beurteilung der Modulqualtität ist die Art der Anwendung bzw. der Installationsort wesentlich. Ausgewählte Modulhersteller lassen ihre Module inzwischen zum Beispiel für die Spezialanwendung auf landwirtschaftlichen Gebäuden zertifizieren. Dabei wird technisch geprüft, ob die Module gut mit ammoniakhaltigen Gasen zurechtkommen. Eine andere Applikation ist die Installation von Photovoltaikmodulen in schneereichen Gebieten. Dabei sollte man ein besonderes Augenmerk auf die mechanische Prüfbelastung in N/m2 legen. Dieser technische Kennwert ist das wesentliche Beurteilungskriterium, ob Photovoltaikmodule den in der Region typischerweise auftretenden Schneedruck standhalten.

Leistungstoleranz

Ein weiteres Auswahlkriterium ist die Leistungstoleranz des jeweiligen Photovoltaikmoduls. Die Leistungstoleranzen werden von den Herstellern angegeben, um produktionsbedingte Abweichungen von der Nominalleistung darzustellen. Es sollte dabei beachtet werden, dass die Module eine positive Leistungstoleranz aufweisen.

Bei der Leistungsbestimmung der Module nach der Fertigung wird das Photovoltaikmodul bei Standardtestbedingungen (STC = Standard Testing Conditions: 1.000 W/m2 Einstrahlung, 25 °C Modultemperatur, Atmosphärendicke (AM) 1,5) getestet. Da diese Bedingungen in der Realität nicht konstant auftreten, ist auch das Schwachlichtverhalten des Photovoltaikmoduls wesentlich. Bei einer Einstrahlung unter 800 W/m2 spricht man von Schwachlicht. Bei dieser in der Realität häufig auftretenden Betriebsbedingung sollte das Photovoltaikmodul möglichst effizient arbeiten. Daher sollte bei der Beurteilung der Modulqualität das Schwachlichtverhalten in Betracht gezogen werden, um im Jahresmittel höchstmögliche Erträge zu sichern.

Garantiebedingungen bei Photovoltaikmodulen

Die gültigen Garantiezeiträume für Photovoltaikmodule sollten mindestens fünf Jahre betragen. Namhafte Hersteller bieten darüber hinaus optionale Garantieverlängerungen an, die eine zusätzliche Investitionssicherheit bieten können.

Bild: © tzahiV/iStock/Thinkstock

Autor: Dr.-Ing. Florian Krug

Produkte und Veranstaltungen

Produktempfehlungen