Solarmodule für Privathaushalte werden oft mit langfristigen Krediten oder Leasingverträgen verkauft, wobei die Hausbesitzer Verträge mit einer Laufzeit von 20 Jahren oder mehr abschließen. Doch wie lange halten die Module und wie widerstandsfähig sind sie?
Die Lebensdauer der Module hängt von verschiedenen Faktoren ab, unter anderem von Klima, Modultyp und dem verwendeten Montagesystem. Zwar gibt es kein konkretes Enddatum für ein Modul, doch Produktionsausfälle führen oft zur Ausmusterung von Anlagen.
Wenn Sie entscheiden, ob Sie Ihr Panel auch in den nächsten 20–30 Jahren weiter betreiben oder sich zu diesem Zeitpunkt nach einem Upgrade umsehen möchten, ist die Überwachung der Ausgangspegel der beste Weg, um eine fundierte Entscheidung zu treffen.
Degradation
Der Leistungsverlust im Laufe der Zeit, die sogenannte Degradation, liegt laut dem National Renewable Energy Laboratory (NREL) typischerweise bei etwa 0,5 Prozent pro Jahr.
Hersteller gehen typischerweise davon aus, dass nach 25 bis 30 Jahren die Leistung so stark abnimmt, dass ein Austausch des Moduls in Erwägung gezogen werden kann. Der Industriestandard für Herstellergarantien liegt laut NREL bei 25 Jahren für Solarmodule.
Bei einer jährlichen Degradationsrate von 0,5 % als Richtwert kann ein 20 Jahre altes Modul noch etwa 90 % seiner ursprünglichen Leistung erbringen.
Die Qualität der Module kann die Degradationsrate beeinflussen. Laut NREL liegen die Degradationsraten bei Premiumherstellern wie Panasonic und LG bei etwa 0,3 % pro Jahr, während bei einigen Marken die Degradationsrate bis zu 0,80 % beträgt. Nach 25 Jahren könnten diese Premiummodule noch 93 % ihrer ursprünglichen Leistung erbringen, die Module mit der höheren Degradation sogar 82,5 %.
(Lesen: "Forscher untersuchen Degradation bei Photovoltaikanlagen, die älter als 15 Jahre sind„)
Ein erheblicher Teil der Degradation ist auf das Phänomen der potentialinduzierten Degradation (PID) zurückzuführen, ein Problem, das bei einigen, aber nicht allen Modulen auftritt. PID tritt auf, wenn das Spannungspotenzial und der Leckstrom des Moduls die Ionenmobilität innerhalb des Moduls zwischen dem Halbleitermaterial und anderen Modulelementen wie Glas, Halterung oder Rahmen erhöhen. Dies führt zu einer teilweise erheblichen Abnahme der Leistungsabgabe des Moduls.
Einige Hersteller verwenden für ihre Panels PID-resistente Materialien im Glas, in der Kapselung und in den Diffusionsbarrieren.
Alle Module leiden zudem unter der sogenannten lichtinduzierten Degradation (LID), bei der die Module innerhalb der ersten Stunden nach Sonneneinstrahlung an Effizienz verlieren. Die LID variiert je nach Modul und hängt von der Qualität der kristallinen Silizium-Wafer ab, führt aber in der Regel zu einem einmaligen Effizienzverlust von 1 bis 3 Prozent, so das Prüflabor PVEL, PV Evolution Labs.
Verwitterung
Die Witterungseinflüsse sind der Hauptgrund für die Degradation der Module. Wärme ist ein Schlüsselfaktor sowohl für die Leistung der Module in Echtzeit als auch für deren Degradation im Laufe der Zeit. Umgebungswärme beeinträchtigt die Leistung und Effizienz elektrischer Komponenten.laut NREL.
Durch Überprüfung des Datenblatts des Herstellers lässt sich der Temperaturkoeffizient eines Panels ermitteln, der die Leistungsfähigkeit des Panels bei höheren Temperaturen belegt.
Der Koeffizient gibt an, wie viel Echtzeiteffizienz mit jedem Grad Celsius über der Standardtemperatur von 25 Grad Celsius verloren geht. Ein Temperaturkoeffizient von -0,353 % bedeutet beispielsweise, dass mit jedem Grad Celsius über 25 Grad Celsius 0,353 % der gesamten Produktionskapazität verloren gehen.
Wärmeaustausch führt durch einen Prozess namens „Wärmezyklus“ zur Verschlechterung der Leistung des Moduls. Bei Wärme dehnen sich Materialien aus, bei sinkender Temperatur ziehen sie sich zusammen. Diese Bewegung führt mit der Zeit zu Mikrorissen im Modul, die die Leistung mindern.
In seiner jährlichenModul Score Card-StudiePVEL analysierte 36 in Betrieb befindliche Solarprojekte in Indien und stellte erhebliche Auswirkungen der Hitzedegradation fest. Die durchschnittliche jährliche Degradation der Projekte lag bei 1,47 %, während Anlagen in kälteren Bergregionen mit 0,7 % nur um fast die Hälfte degradierten.
Eine fachgerechte Installation kann hitzebedingte Probleme lindern. Die Module sollten einige Zentimeter über dem Dach installiert werden, damit Konvektionsluft darunter strömen und die Geräte kühlen kann. Helle Materialien können bei der Modulkonstruktion verwendet werden, um die Wärmeaufnahme zu begrenzen. Komponenten wie Wechselrichter und Combiner, deren Leistung besonders hitzeempfindlich ist, sollten in schattigen Bereichen platziert werden.vorgeschlagene CED Greentech.
Wind ist eine weitere Wetterbedingung, die Solarmodule beschädigen kann. Starker Wind kann die Module verbiegen (dynamische mechanische Belastung). Dies führt auch zu Mikrorissen in den Modulen und mindert die Leistung. Einige Gestelllösungen sind für windstarke Gebiete optimiert, schützen die Module vor starken Auftriebskräften und begrenzen Mikrorisse. In der Regel finden Sie im Datenblatt des Herstellers Informationen zur maximalen Windbeständigkeit des Moduls.
Dasselbe gilt für Schnee, der bei stärkeren Stürmen die Solarmodule bedecken und so die Leistung beeinträchtigen kann. Schnee kann zudem eine dynamische mechanische Belastung verursachen und die Solarmodule beschädigen. Normalerweise rutscht Schnee von den Solarmodulen ab, da sie rutschig sind und sich erwärmen. Manchmal kann sich ein Hausbesitzer jedoch dazu entschließen, den Schnee von den Solarmodulen zu entfernen. Dies muss sorgfältig erfolgen, da Kratzer auf der Glasoberfläche die Leistung beeinträchtigen würden.
(Lesen: "Tipps für eine dauerhaft leistungsfähige Solaranlage auf dem Dach„)
Leistungsverlust ist ein normaler, unvermeidbarer Bestandteil der Lebensdauer eines Moduls. Eine ordnungsgemäße Installation, sorgfältiges Schneeräumen und eine sorgfältige Modulreinigung können die Leistung verbessern. Letztendlich ist ein Solarmodul jedoch eine Technologie ohne bewegliche Teile und erfordert nur sehr wenig Wartung.
Normen
Um sicherzustellen, dass ein Modul eine lange Lebensdauer hat und wie geplant funktioniert, muss es zur Zertifizierung standardisierte Prüfungen durchlaufen. Module unterliegen der Prüfung der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC), die sowohl für mono- als auch für polykristalline Module gilt.
EnergySage sagteModule, die der Norm IEC 61215 entsprechen, werden auf elektrische Eigenschaften wie Nassleckströme und Isolationswiderstand geprüft. Sie werden einem mechanischen Belastungstest bei Wind und Schnee sowie Klimatests unterzogen, um Schwachstellen gegenüber Hotspots, UV-Belastung, Feuchtigkeitsfrost, feuchter Hitze, Hagelschlag und anderen Witterungseinflüssen zu prüfen.
IEC 61215 bestimmt außerdem die Leistungskennzahlen eines Panels unter Standardtestbedingungen, einschließlich Temperaturkoeffizient, Leerlaufspannung und maximaler Leistungsabgabe.
Auf den Datenblättern von Panels findet sich häufig auch das Siegel der Underwriters Laboratories (UL), die ebenfalls Standards und Tests durchführen. UL führt Klima- und Alterungstests sowie sämtliche Sicherheitstests durch.
Fehler
Solarmodulausfälle kommen selten vor.eine Studie durchgeführtvon über 50.000 in den USA und 4.500 weltweit zwischen den Jahren 2000 und 2015 installierten Systemen. Die Studie ergab eine mittlere Ausfallrate von 5 von 10.000 Panelen pro Jahr.
Die Zahl der Panelausfälle hat sich im Laufe der Zeit deutlich verbessert. Es wurde festgestellt, dass zwischen 1980 und 2000 installierte Systeme eine doppelt so hohe Ausfallrate aufwiesen wie die nach 2000 installierten Systeme.
(Lesen: "Top-Marken für Solarmodule in Bezug auf Leistung, Zuverlässigkeit und Qualität„)
Systemausfälle sind selten auf Modulfehler zurückzuführen. Tatsächlich ergab eine Studie von kWh Analytics, dass 80 % aller Solaranlagenausfälle auf defekte Wechselrichter zurückzuführen sind – die Geräte, die den Gleichstrom der Module in nutzbaren Wechselstrom umwandeln. pv magazine analysiert die Leistung von Wechselrichtern im nächsten Teil dieser Serie.
Veröffentlichungszeit: 19. Juni 2024