Wie lange halten Solarmodule für Privathaushalte?

Solarmodule für Privathaushalte werden oft mit langfristigen Darlehen oder Leasingverträgen verkauft, wobei Hausbesitzer Verträge mit einer Laufzeit von 20 Jahren oder mehr abschließen. Doch wie lange halten Paneele und wie belastbar sind sie?

Die Lebensdauer der Module hängt von mehreren Faktoren ab, unter anderem vom Klima, dem Modultyp und dem verwendeten Regalsystem. Zwar gibt es für ein Panel an sich kein bestimmtes „Enddatum“, doch Produktionsausfälle im Laufe der Zeit führen häufig zur Stilllegung von Geräten.

Wenn Sie entscheiden, ob Sie Ihr Panel auch in 20 bis 30 Jahren weiter betreiben möchten oder zu diesem Zeitpunkt nach einem Upgrade suchen möchten, ist die Überwachung der Ausgangswerte die beste Möglichkeit, eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Abbau

Nach Angaben des National Renewable Energy Laboratory (NREL) beträgt der Leistungsverlust im Laufe der Zeit, Degradation genannt, in der Regel etwa 0,5 % pro Jahr.

Normalerweise gehen Hersteller davon aus, dass 25 bis 30 Jahre ein Punkt sind, an dem eine ausreichende Verschlechterung eingetreten ist und es an der Zeit sein könnte, über den Austausch eines Panels nachzudenken. Der Industriestandard für Herstellungsgarantien beträgt 25 Jahre auf ein Solarmodul, sagte NREL.

Bei einer jährlichen Abbaurate von 0,5 % ist ein 20 Jahre altes Panel in der Lage, etwa 90 % seiner ursprünglichen Leistung zu erbringen.

Die Panelqualität kann einen gewissen Einfluss auf die Verschlechterungsraten haben. NREL berichtet, dass Premiumhersteller wie Panasonic und LG Raten von etwa 0,3 % pro Jahr verzeichnen, während bei einigen Marken Raten von bis zu 0,80 % anfallen. Nach 25 Jahren könnten diese Premium-Panels immer noch 93 % ihrer ursprünglichen Leistung produzieren, und das Beispiel mit der höheren Verschlechterung könnte 82,5 % produzieren.

(Lesen: "Forscher bewerten die Verschlechterung von PV-Anlagen, die älter als 15 Jahre sind„)

Ein beträchtlicher Teil der Verschlechterung wird auf ein Phänomen namens potenziell induzierte Degradation (PID) zurückgeführt, ein Problem, das bei einigen, aber nicht allen Panels auftritt. PID tritt auf, wenn das Spannungspotential und der Leckstrom des Panels die Ionenmobilität innerhalb des Moduls zwischen dem Halbleitermaterial und anderen Elementen des Moduls wie Glas, Halterung oder Rahmen steuern. Dies führt dazu, dass die Leistungsabgabe des Moduls zum Teil deutlich abnimmt.

Einige Hersteller bauen ihre Panels mit PID-beständigen Materialien in Glas, Kapselung und Diffusionsbarrieren.

Alle Module unterliegen außerdem einer sogenannten lichtinduzierten Degradation (LID), bei der die Module innerhalb der ersten Stunden nach Sonneneinstrahlung an Effizienz verlieren. LID variiert je nach Qualität der kristallinen Siliziumwafer von Panel zu Panel, führt jedoch in der Regel zu einem einmaligen Effizienzverlust von 1–3 %, so das Testlabor PVEL, PV Evolution Labs.

Verwitterung

Die Witterungseinflüsse sind der Hauptgrund für die Verschlechterung des Panels. Wärme ist ein Schlüsselfaktor sowohl für die Echtzeit-Panel-Leistung als auch für die Verschlechterung im Laufe der Zeit. Umgebungswärme wirkt sich negativ auf die Leistung und Effizienz elektrischer Komponenten aus.laut NREL.

Durch Überprüfen des Datenblatts des Herstellers kann der Temperaturkoeffizient eines Panels ermittelt werden, der die Leistungsfähigkeit des Panels bei höheren Temperaturen zeigt.

Der Koeffizient erklärt, wie viel Echtzeit-Effizienz mit jedem Grad Celsius über die Standardtemperatur von 25 Grad Celsius hinaus verloren geht. Beispielsweise bedeutet ein Temperaturkoeffizient von -0,353 %, dass für jedes Grad Celsius über 25 0,353 % der gesamten Produktionskapazität verloren gehen.

Der Wärmeaustausch treibt die Verschlechterung des Panels durch einen Prozess voran, der als Temperaturwechsel bezeichnet wird. Bei Wärme dehnen sich Materialien aus, bei sinkender Temperatur ziehen sie sich zusammen. Durch diese Bewegung bilden sich mit der Zeit langsam Mikrorisse in der Platte, was die Leistung verringert.

In seiner jährlichenModul-Scorecard-StudiePVEL analysierte 36 in Betrieb befindliche Solarprojekte in Indien und stellte erhebliche Auswirkungen durch Wärmedegradation fest. Die durchschnittliche jährliche Verschlechterung der Projekte lag bei 1,47 %, bei Anlagen in kälteren Bergregionen betrug die Verschlechterung jedoch fast die Hälfte dieser Rate, nämlich 0,7 %.

Eine ordnungsgemäße Installation kann bei der Bewältigung hitzebedingter Probleme hilfreich sein. Die Paneele sollten einige Zentimeter über dem Dach installiert werden, damit Konvektionsluft darunter strömen und die Geräte kühlen kann. Um die Wärmeaufnahme zu begrenzen, können im Plattenbau helle Materialien verwendet werden. Und Komponenten wie Wechselrichter und Combiner, deren Leistung besonders hitzeempfindlich ist, sollten in schattigen Bereichen untergebracht werden,schlug CED Greentech vor.

Wind ist eine weitere Wetterbedingung, die den Solarmodulen Schaden zufügen kann. Starker Wind kann zu einer Durchbiegung der Paneele führen, was als dynamische mechanische Belastung bezeichnet wird. Dadurch entstehen auch Mikrorisse in den Platten, was die Leistung verringert. Einige Regallösungen sind für Bereiche mit starkem Wind optimiert, um die Paneele vor starken Auftriebskräften zu schützen und Mikrorisse zu begrenzen. Typischerweise gibt das Datenblatt des Herstellers Auskunft darüber, welchen maximalen Winden das Modul standhalten kann.

Das Gleiche gilt für Schnee, der bei stärkeren Stürmen die Panels bedecken und so die Leistung einschränken kann. Schnee kann auch eine dynamische mechanische Belastung verursachen und die Paneele beschädigen. Normalerweise rutscht der Schnee von den Paneelen ab, da diese rutschig sind und sich erwärmen. In manchen Fällen kann sich ein Hausbesitzer jedoch dazu entschließen, den Schnee von den Paneelen zu räumen. Dies muss sorgfältig erfolgen, da sich ein Zerkratzen der Glasoberfläche des Panels negativ auf die Ausgabe auswirken würde.

(Lesen: "Tipps, wie Sie Ihre Solaranlage auf dem Dach langfristig am Laufen halten„)

Verschleiß ist ein normaler, unvermeidbarer Teil der Lebensdauer eines Panels. Eine ordnungsgemäße Installation, eine sorgfältige Schneeräumung und eine sorgfältige Reinigung der Module können die Leistung steigern, aber letztendlich handelt es sich bei einem Solarmodul um eine Technologie ohne bewegliche Teile, die nur sehr wenig Wartung erfordert.

Standards

Um sicherzustellen, dass ein bestimmtes Panel eine lange Lebensdauer hat und wie geplant funktioniert, muss es für die Zertifizierung Standardtests durchlaufen. Die Module unterliegen der Prüfung durch die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), die sowohl für mono- als auch für polykristalline Module gilt.

sagte EnergySagePanels, die die Norm IEC 61215 erfüllen, werden auf elektrische Eigenschaften wie Nassableitströme und Isolationswiderstand getestet. Sie werden einem mechanischen Belastungstest für Wind und Schnee sowie Klimatests unterzogen, bei denen auf Schwachstellen in Bezug auf Hot Spots, UV-Strahlung, Feuchtigkeit-Frost, feuchte Hitze, Hageleinschlag und andere Außeneinwirkungen geprüft wird.

IEC 61215 bestimmt auch die Leistungskennzahlen eines Panels unter Standardtestbedingungen, einschließlich Temperaturkoeffizient, Leerlaufspannung und maximaler Leistungsabgabe.

Auf einem Panel-Datenblatt ist auch häufig das Siegel der Underwriters Laboratories (UL) zu sehen, das auch Standards und Tests bereitstellt. UL führt Klima- und Alterungstests sowie das gesamte Spektrum an Sicherheitstests durch.

Misserfolge

Ausfälle von Solarmodulen treten selten auf. NRELführte eine Studie durchvon über 50.000 Systemen, die zwischen 2000 und 2015 in den Vereinigten Staaten und 4.500 weltweit installiert wurden. Die Studie ergab eine durchschnittliche Ausfallrate von 5 Panels von 10.000 pro Jahr.

Panelausfälle haben sich im Laufe der Zeit deutlich verbessert, da festgestellt wurde, dass zwischen 1980 und 2000 installierte Systeme eine doppelt so hohe Ausfallrate aufwiesen wie die Gruppe nach 2000.

(Lesen: "Top-Marken für Solarmodule in Bezug auf Leistung, Zuverlässigkeit und Qualität„)

Systemausfälle werden selten auf einen Panelausfall zurückgeführt. Tatsächlich ergab eine Studie von kWh Analytics, dass 80 % aller Ausfallzeiten von Solaranlagen auf den Ausfall von Wechselrichtern zurückzuführen sind, dem Gerät, das den Gleichstrom des Panels in nutzbaren Wechselstrom umwandelt. pv magazine wird im nächsten Teil dieser Serie die Leistung von Wechselrichtern analysieren.