»Die Möglichkeit, dass ein PV-Modul vor dem Erreichen seiner vorgesehenen Lebensdauer ausfällt, ist ein Schlüsselfaktor, der das Risiko – und damit die Kosten der Finanzierung von PV-Installationen – erhöht«, erklärt Geoffrey Kinsey, Leiter des Bereichs PV Technologies am Fraunhofer CSE. »Die PVDI greift diesen Punkt auf.« PVDI bewertet PV-Module gemäss der Testergebnisse auf einer Skala von null bis fünf bezogen auf ihre Wahrscheinlichkeit unter den definierten Testbedingungen zuverlässig zu funktionieren. Die Module werden beschleunigten Lastprüfungen ausgesetzt, die darauf abzielen, die Belastung während ihrer Gebrauchsdauer für bestimmte Umweltbedingungen anzunähern. Die Module werden sowohl in Bezug auf ihre Leistung als auch ihre Sicherheit bewertet.

Langzeitfreibewitterung
Neben den beschleunigten Prüfungen werden Module einer Langzeitfreibewitterung ausgesetzt; damit soll die Korrelation zwischen den beschleunigten Prüfungen und dem Feldbetrieb ermittelt werden. Die beschleunigten Prüfungen der PVDI stellen eine Erweiterung der bekannten Belastungsprüfungen dar und berücksichtigen kombinierte Effekte. Das Programm sieht vor, dass Module für die Prüfung nach Möglichkeit auf dem freien Markt eingekauft werden, um Selektion zu vermeiden.

Fünf der weltweit zehn grössten Hersteller
Für die erste Prüfrunde wurden fünf der weltweit zehn grössten Hersteller von kristallinen Silicium-Modulen für den Test ausgewählt. Die Ergebnisse zeigen eine erhebliche Streuung in der Beständigkeit bei Temperaturwechsel, wohingegen alle getesteten Modultypen eine sehr gute Stabilität in den Feuchte-Wärme- und UV-Testsequenzen zeigten. Die Teilnehmer haben die Möglichkeit, anonym zu bleiben, alle gewonnenen Daten werden jedoch dauerhaft Teil des fortlaufenden PVDI-Datensatzes, sowohl für einen Vergleich mit Modulen derselben Testreihe als auch mit Modulen künftiger Tests. Diese Prüfergebnisse ermöglichen PV-Systementwicklern und Investoren die technische Bankability von PV-Modulen zu bewerten und fundierte Investitionsentscheidungen zu treffen. Für die Hersteller bieten die Daten auch eine Basis zur kontinuierlichen Steigerung der Modulbeständigkeit.

Fragen des frühzeitigen Ausfalls und der Sicherheit
Prüfungen nach den aktuellen IEC- und UL-Protokollen untersuchen Fragen des frühzeitigen Ausfalls und der Sicherheit von PV-Modulen, liefern jedoch keine Informationen zur weitergehenden Beständigkeit – insbesondere zu Degradationsraten der Leistung. Die umfassenden Prüfungen der PVDI im Innen- und Aussenbereich zielen auf die Beständigkeit. Sie gehen mit erweiterten, beschleunigten Prüfungen, UV-Bestrahlung, Feuchte-Wärme mit positiver und negativer Spannungsabweichung sowie dynamischen und statischen mechanischen Lasten bei unterschiedlichen Temperaturen weit über die Vorgaben der Standard-IEC-Modulzertifizierung hinaus. Zudem beinhaltet das Prüfprotokoll typische Belastungen wie Temperaturwechsel, Feuchte-Frost und Feuchte-Wärme, die erweitert wurden, um die realen Belastungen eines Moduls möglichst realitätsnah zu simulieren.

»Beschleunigte Innovationszyklen wie auch ein stark gestiegener Kostendruck in der gesamten PV-Industrie machen eine Qualifizierung über die grundlegenden Standards hinaus absolut unerlässlich«, sagt Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaische Module, Systeme und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE in Freiburg.

PV-Modulhersteller, Systementwickler und Investoren können sich am PVDI-Programm beteiligen. Vorteile einer Beteiligung sind u.a. die Möglichkeit, bestimmte Module zur Prüfung vorzuschlagen, ebenso der Zugang zu quantitativen Prüfdaten für alle Module. Es besteht ausserdem die Möglichkeit der Teilnahme an einem jährlichen Workshop zur Weiterentwicklung des Prüfprotokolls. Weitere Informationen finden Sie unter: http://cse.fraunhofer.org/pv-technologies/pv-module-durability-initiative/ und www.ise.fraunhofer.de/en/pvdi/ oder in einem Artikel der Zeitschrift Photovoltaics International (Mai 2013, Seite 77 ff.).

Text: Frauhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE