Die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg haben die Haltbarkeit ihrer neuartigen Tpedge-Module durch umfangreichen Prüfungen gemäß IEC 61730/61215 nachgewiesen. Zunächst haben die Freiburger ihre neuen Doppelglasmodule, die vollkommen ohne Einkapselungsfolie auskommen, einem Alterungstest unterzogen. Dabei wurden die Paneele mit verschiedenen kommerziellen Solarzellen über 4000 Stunden einer Temperatur von 85 Grad Celsius sowie einer relativen Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent ausgesetzt. Dabei haben die Module gegenüber ihrer ursprünglichen Leistung keinerlei Veränderung gezeigt. Damit schneiden sie sogar besser ab als herkömmliche Module mit einlaminierten Zellen. Denn diese Glas-Folie- und Glas-Glas-Laminate zeigen nach 4000 Stunden teils erhebliche Degradation, betonen die Forscher. Auch die Prüfung auf Beständigkeit gegen thermische Wechsellasten habe das neue Modul erfolgreich bestanden. Dazu haben sie die Paneele 400 mal von minus 40 auf plus 85 Grad Celsius aufgeheizt und wieder auf die Ursprungstemperatur abgekühlt.
Keine Schäden festgestellt
In einer zweiten Testreihe haben sie die Module mit unterschiedlichen Aufständerungen montiert und einen Schneedruck von 5.400 Pascal simuliert, wie es der normale Test für Solarmodule verlangt. Trotz dem, dass die Flächenlastprüfung teilweise mehrfacher wiederholt wurden, haben die Forscher keine Veränderung der Modulleistung gemessen. Außerdem haben sie Hagelkörner mit einem Durchmesser von 25 Millimetern auf die Paneele einprasseln lassen. Selbst bei einer Glasdicke von zwei Millimetern haben sie weder am Glas noch an den Zellen Schäden festgestellt. Auch die kritischen Stellen wie zum Beispiel die Glaskanten blieben heil.
Für die Tests haben die Freiburger Prototypen aus der eigenen, zusammen mit Bystronic Glas neu entwickelten Fertigung genommen. „Der Sprung vom Laborprototyp zur industriellen Standardmodulgröße mit 60 Solarzellen ist uns erfolgreich gelungen“, freut sich Max Mittag, Projektleiter am Fraunhofer ISE, nach der Inbetriebnahme der automatisierten Produktionsanlage für Tpedge-Module.
Module kosten weniger als Glas-Folie-Laminate
Die Zellen der Tpedge-Module werden nicht zwischen Einkapselungsfolien einlaminiert. Statt die Zellen wie üblich einzulaminieren, werden sie mit Klebepins direkt auf das rückseitige Glas geklebt. Danach wird ein Frontglas aufgelegt und der Rand versiegelt. Der Raum zwischen diesen beiden Scheiben wird mit Gas befüllt. Damit bekommt das randversiegelte eine große Ähnlichkeit mit Isolierglasfenstern. Durch dieses Konzept sind die Module potenziell preiswerter herzustellen, da in der Produktion der energieintensive und langsame Laminierprozess wegfällt. Zudem bleiben die Module rahmenlos, was viel Material einspart. Zudem haben die Freiburger die Glasstärke von drei auf zwei Millimeter verringert, was zu einer Gewichtsreduktion um 30 Prozent führt, ohne die Haltbarkeit der Module zu verringern, wie die anschließenden Tests gezeigt haben.
Die Freiburger Wissenschaftler haben ausgerechnet, dass die Module etwa zwei Prozent weniger als die herkömmlichen gerahmten Glas-Folie-Laminate kosten. „Erreicht wird die Kostensenkung vor allem durch niedrigere Materialkosten, die zirka 90 Prozent der gesamten Modulproduktionskosten inklusive Zellen ausmachen, erklärt Mittag. „Auch gegenüber Glas-Glas-Laminaten reduziert Tpedge die Materialkosten. (Sven Ullrich)
