Bessere Alterungstests für Solarmodule

Das Forschungsinstitut ZSW hat auf der Schwäbischen Alb das europaweit größte Testgelände für Solarmodule mit einem neuen Prüfstand erweitert.

Auf dem Testfeld Widderstall bei Merklingen wird ein Solar-Tracker mit Spiegeln künftig beschleunigte Alterungstests im Freiland vornehmen. Die Technik ist weltweit einmalig: Die Module werden einer dreifachen Strahlungsmenge ausgesetzt.

Der Betriebsstart des Trackers für Module mit einer Seitenlänge von bis zu 1,90 Metern fiel zusammen mit dem 20jährigen Jubiläum des Testgeländes am 12. Juli. Zu den Gästen zählte unter anderem die Bundesministerin für Bildung und Forschung, Professorin Annette Schavan. Mit dem starken Marktwachstum der Photovoltaik steigt auch der Bedarf nach unabhängigen Testverfahren. Sie helfen den Herstellern, ihre Produkte hinsichtlich Leistung und Lebensdauer zu optimieren.

Der vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) gefertigte Solarteststand zur beschleunigten Modulalterung wird horizontal und vertikal nachgeführt und konzentriert das Sonnenlicht durch vier große Spiegel auf die zu testenden Module.

„Damit wird eine drei- bis vierfache Alterung bewirkt. Das hat sonst kein Prüfzentrum“, sagt Dr. Michael Powalla, Geschäftsbereichsleiter Photovoltaik und Mitglied des Vorstandes am ZSW. Neben der höheren Strahlungsmenge wirke auf das Modul auch eine stärkere Temperatur- und Strombelastung als unter normaler Einstrahlung, so Powalla. Durch die Ergebnisse versprechen sich die Forscher eine bessere Vorhersage der Lebensdauer von Solarmodulen.

Solarmodule zeichnen sich im Vergleich zu anderen technischen Produkten durch sehr lange Garantiezeiten aus – typisch sind 25 Jahre. Diese Einschätzung über die langfristige Zuverlässigkeit gründet auf Laborprüfungen, die jeder Modultyp für die Zertifizierung durchlaufen muss. Wie schnell ein Modul jedoch unter verschiedenartigen, realen Betriebsbedingungen wirklich altert, ist bislang nicht ausreichend erforscht. Hinzu kommt: Die meisten Anlagen sind noch nicht in die kritischen Jahre gekommen. Beschleunigte Freifeld-Alterungstests wie mit dem neuen Tracker am ZSW werden hier weitere Aufschlüsse geben.

„Investoren und Hausbesitzer wollen eine sichere und möglichst hohe Rendite“, berichtet Michael Powalla. „Für die Photovoltaikhersteller ist die Langzeitstabilität von Solarmodulen daher eine zentrale Testgröße.“ Auf dem neuen Outdoor-Prüfstand könnten auch die jüngst vermehrt auf dem Markt angebotenen Großmodule mit einer Kantenlänger von 1,90 Meter getestet werden, so Powalla weiter.

Das Testgelände Widderstall bei Merklingen gehört zu den am besten ausgerüsteten Testfeldern für die Photovoltaik-For­schung. Das Testfeld ist die größte Einrichtung seiner Art in Europa und zählt auch zu den ältesten. Hier werden seit 1989 in einer der strahlungsreichsten Gegenden Deutschlands kristalline Standard-Siliziummodule, Dünnschicht-Module, Dach- und Fas­sadeninstallationen in Langzeittests dem rauen Albklima unterworfen. Hinzu kommen Untersuchungen zur baulichen Integration und optimalen Verschaltung. Auch Vergleichstests verschiedener PV-Technologien und den Abgleich mit den Ergebnissen aus den Labortests führen die Forscher im Auftrag von Industrie und öffentlicher Hand durch.

Der neue Tracker vervollständigt das Angebot des ZSW. Inzwischen erforscht und entwickelt das Institut entlang der kompletten Photovoltaik-Produktionskette. Dazu gehören neue Solarzellmaterialien, bessere Produktionsmethoden von Zellen und Modulen und die Qualifizierung von fertigen Modulen oder ganzen PV-Anlagen.

Das ZSW gehört zu den renommiertesten Forschungsinstituten auf den Gebieten Photovoltaik, regenerative Kraftstoffe, energiepolitische Systemanalyse, Batterietechnik und Brennstoffzellen. An den drei Standorten Stuttgart, Widderstall und Ulm sind derzeit rund 150 Wissenschaftler, Ingenieure und Techniker beschäftigt. Sie erwirtschaften einen Umsatz von rund 20 Millionen Euro.

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