Für die einen ist es ein Commodity-Produkt, für die anderen die wichtigste Komponente einer Photovoltaikanlage: das Modul. Die Auswahl entscheidet zum großen Teil über die Performance der Anlage, deren Ertrag und damit über deren Wirtschaftlichkeit. Sicherlich sind auch andere Fehlerquellen nicht unerheblich. Doch die Fehlerquelle Modul kann der Investor ebenso wenig beeinflussen wie der Planer oder Installateur. Manchmal können dies noch nicht einmal die Modulhersteller. Hier müssen Analyseverfahren her und eine Bewertung des jeweiligen Fehlers.
Qualität überprüfen
Dies kann über eine Risikoanalyse erfolgen, aber auch über eine technische Prüfung. Ein Schwachpunkt ist dabei die sogenannte EVA-Folie. Das ist eine durchsichtige elastische Polymerfolie, in die die Solarzellen eingepackt sind, damit sie den Umwelteinflüssen nicht ausgesetzt werden. Bei der Fassadenintegration der Module haben die Folien außerdem noch die Aufgabe, im Falle eines Glasbruchs zu verhindern, dass das Modulglas nicht in viele kleine Stücke zersplittert, sondern die Bruchstücke an der Folie hängen bleibt.
So zumindest die Idee. Aber die Hersteller sind unter Preisdruck und müssen sich darum kümmern, dass die Zutaten für die Module billiger werden, um selbst das Produkt preiswerter anbieten zu können. Da werden nicht selten minderwertige EVA-Folien eingesetzt. „Seit einigen Jahren finden wir immer häufiger Fehler in Photovoltaikkraftwerken, die mit minderwertigen EVA-Folien zusammenhängen“, berichtet Juliane Berghold, Leiterin des Bereichs Modultechnologie und Forschung am Photovoltaik-Institut (PI) Berlin.
Qualitative und quantitative Analyse
Wenn ein Modulhersteller minderwertige EVA-Folie einsetzt, kann das verschiedene Auswirkungen haben. Zum einen nennen die Fachleute häufig das Auftreten einer potenzialiduzierten Degradation (PID) als Folge einer minderwertigen EVA-Folie oder einer schlechten Verarbeitung. Eigentlich ist PID ein Problem, das auf der Ebene der Solarzelle auftritt. Ist diese aber durch eine hochwertige und taugliche EVA-Folie gut gegen Umwelteinflüsse geschützt, kann die PID zumindest verzögert oder gar ganz verhindert werden. Minderwertige Folien können aber auch Delaminierung im Solarmodul bewirken. Korrodierende Metallisierungen der Solarzellen und sogenannte Schneckenspuren, die Mikrohaarrisse und Zellbrüche sichtbar machen, sind Folgen dieser Korrosion, die häufig mit minderwertiger Folienqualität zusammenhängen. Die Folgen sind: kürzee Lebensdauer des Moduls, verringerte Leistung und damit Mindererträge aus der Anlage.
Das PI hat jetzt zusammen mit Mitsui Chemicals, einem Chemieunternehmen mit Sitz in der japanischen Hauptstadt Tokio ein Polymer-Analyseverfahren entwickelt, wie man solche minderwertige EVA-Folie entdecken kann. Dazu untersuchen die Prüfer zum einen qualitativ, ob in der Folie alle chemischen Komponenten enthalten sind, die eine Qualitätsfolie ausmachen. Dazu gehören bestimmte Additive wie UV-Absorber und Antioxidantien. Danach testen die Prüfer, ob diese Zutaten auch in der richtigen Menge und Konzentration in der Folie enthalten sind. Am Ende wird ein entsprechender Prüfbericht erstellt.
Hersteller sind an dem Verfahren interessiert
Mit dem Problem haben nicht nur No-Name-Herstller zu kämpfen, die ihre Module zum niedrigsten Preis anbieten. „Auch Markenherstellern kann beispielsweise falsch etikettierte Ware oder Folie mit stark schwankender Qualität geliefert werden.“ weiß Juliane Berghold. „Oder die Folienlieferanten selbst erhalten bereits von ihren Zulieferern schlechtes Material. Sich davor zu schützen, ist also gar nicht so einfach.“ Deshalb fragen schon seit längerer Zeit Hersteller beim PI an, ob es ein Verfahren gibt, mit dem sie die Fehlerquelle eliminieren können, um sich vor Folgeschäden abzusichern. Jetzt liegt eine Lösung auf dem Tisch. „Wir prüfen dann im Auftrag der Hersteller, ob die verwendeten Folien den Kriterien entsprechen, die sie mit ihren Lieferanten in der sogenannten Bill of Material, also der Materialaufstellung, vereinbart haben“, erklärt Juliane Berghold.
Auch für Prüfungen im Feld geeignet
Das Verfahren funktioniert aber auch bei der Prüfung von fehlerhaften Modulen, die schon installiert sind, aber nicht die versprochene Leistung bringen. Bisher ist dies immer ärgerlich, weil der Schwarze Peter immer weitergegeben wird und die Modulhersteller am Ende auf den Garantieforderungen sitzen bleiben. „Bei der Fehleranalyse im Photovoltaikkraftwerk liefert der Test einen wichtigen Beitrag zur Ursachenforschung“, sagt Berghold. „Manchmal ergibt die Untersuchung, dass es sich bei der Folie um eine Art Billigimitat handelt, in dem zwar alle Additive vorhanden sind, aber in einer viel zu geringen Konzentration.“ Dann kann der Hersteller zumindest Druck bei seinem Zulieferer machen oder ihn wechseln. (Sven Ullrich)
