Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung des spanischen Zentrums für Energie-, Umwelt- und Technologieforschung (CIEMAT) hat die Leistung von 23 teilweise reparierten Solarmodulen aus kristallinem Silizium in einer zwölf Jahre alten Photovoltaik-Anlage in Spanien bewertet und dabei festgestellt, dass diese Module mit minimalen Verlusten arbeiten können. „Bei dieser Untersuchung wurde ein umfassender standardisierter Ansatz verwendet“, erklärten die Wissenschaftler. „Dieser integriert visuelle Inspektion, elektrische Prüfung, Elektrolumineszenz-Bildgebung und Wärmebildtechniken, um den Funktionsstatus dieser Module gründlich zu bewerten und die Art und das Ausmaß von Defekten zu definieren, die nach der Reparatur fortbestehen.“
Der Test wurde gemäß der Norm IEC 61215 an 18 monokristallinen und 5 polykristallinen Solarmodulen durchgeführt. Die monokristallinen Produkte stammten von zwei verschiedenen Herstellern. Alle Module hatten eine Backsheet-Glas-Konfiguration und ihr Gewicht lag zwischen 21 und 25 Kilogramm. Die Gruppe wandte auch die Modulqualitätsprüfungsstandards MQT 03 und MQT 15 an.
Die Modulausfälle wurden nach folgender Klassifizierung identifiziert: Schneckenspuren, gebräuntes EVA und gebrochene Zelle, verbrannte Zelle, Delaminierung und Korrosion als Folge der EVA-Degradation sowie Blasenbildung, Risse und Verbrennungen in der Rückseitenfolie. „Diese Kategorisierung beschreibt das Fortschreiten des Leistungsverlustes vom Anfangsniveau bis zu einem bestimmten Punkt in der Lebensdauer eines Photovoltaik-Moduls“, so die Wissenschaftler.
Bei den visuellen Inspektionen stellte das Team fest, dass die Module eine optische Verschlechterung aufgrund von Delaminierung und Verfärbung des Verkapselungsmaterials aufwiesen. Außerdem wurde festgestellt, dass alle 23 untersuchten Module den Trockenisolationstest bestanden, während nur eines den Nassleckstromtest bestand.
„Alle untersuchten Module weisen freiliegende Schweißnähte auf der Rückseite auf, die auf die Reparatur von Busbar-Unterbrechungen zurückzuführen sind“, so die Forscher. „Dieser Zustand ist nicht auf die Degradation des Moduls selbst zurückzuführen, sondern vielmehr auf die anschließende Teilreparatur, die zu einem Versagen der Isolierung führte und eine elektrische Isolierung unmöglich machte. Um die Isolierung dieser Module zu reparieren, ist es notwendig, mit der Reparatur der Rückwand fortzufahren, die freiliegenden Lötstellen zu versiegeln und die Module erneut auf nasse Leckströme zu testen.“
Die Messungen der Strom-Spannungs-Kennlinien zeigten, dass die Module keine Anomalien aufwiesen, obwohl ein Leistungsabfall festgestellt wurde, während die Elektrolumineszenz-Bildgebung zeigte, dass etwa 73 Prozent der Module Mikrorisse und dunklere Bereiche an der Peripherie der Solarzellen aufwiesen. Beim Einsatz der Infrarot-Thermografie stellten die Forscher fest, dass bei 4,35 Prozent der untersuchten Module „starke Hot Spots“ und bei 74 Prozent der Module „leichte Hot Spots“ festgestellt wurden. „In der letztgenannten Gruppe stellten wir fest, dass 47 Prozent hohe Temperaturen in den Anschlussdosen aufwiesen, die auf die Aktivierung der Diode und die weitere Energieabgabe zurückzuführen sind“, fügten sie hinzu.
Insgesamt ergab die Analyse, dass der häufigste Defekt bei den reparierten Modulen die feuchtigkeitsbedingte Degradation ist, gefolgt von gerissenen Zellen und unterbrochenen Bereichen in den Zellen. „Trotz der Defekte weisen jedoch rund 87 Prozent dieser Module eine Leistungsminderung von weniger als 20 Prozent auf“, so die Wissenschaftler. „Dieser wichtige Befund deutet darauf hin, dass die reparierten Module die Garantiekriterien des Herstellers erfolgreich erfüllen, was auf ihr Potenzial zur Wiederverwendung hindeutet.“
Die Gruppe wies jedoch darauf hin, dass es dringend notwendig sei, ein Protokoll zur Bewertung der Merkmale eines „lebensfähigen“ reparierten Moduls zu definieren. „Darüber hinaus ist es notwendig, das Bewusstsein für internationale Standards und die Cradle-to-Cradle-Zertifizierung zu schärfen, da dies das Potenzial hat, die Marktnachfrage nach gebrauchten Modulen mit verbesserten Nachhaltigkeits- und Kreislaufeigenschaften zu stimulieren“, so die Schlussfolgerung.
Die Ergebnisse der Studie wurden in dem Papier „Enhancing Photovoltaic Module Sustainability: Defect Analysis on Partially Repaired Modules from Spanish PV Plants“ im „Journal of Cleaner Production“ veröffentlicht.
Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.
Und wieviele Module werden tatsächlich repariert? Das ist doch interessant zu erfahren statt sich über irgendwelche Möglichkeiten zu unterhalten.
Herr Schachinger macht sich gerade intensiv Gedanken, wie man die Massen an nagelneuen PERC-Modulen, die noch in den Lagern warten aber keiner mehr haben will, weil alle den höchsten erhältlichen Wirkungsgrad auf ihren Flächen wünschen, unterbringen könnte. Andere lobbyieren intensiv für das Recht zum vorzeitigen Repowern, was ja letztlich bedeutet, dass noch nicht 20 Jahre alte Module durch neue ersetzt werden. Da hat man auf Module zweifelhafter Qualität gerade noch gewartet.
Wenn bei uns FLächenausweisung und Netzanschluss besser funktionieren würden, dann könnte man auch schlechtere Module sinnvoll einsetzen, ohne sie dazu nochmal um die halbe Welt verschiffen zu müssen. Tatsächlich wird ja immer wieder mal etwas besser, aber warum muss es so lange dauern?
Recycling macht schon Sinn.
Defekte Module in strings tauschen oder brücken auch.
Aber reparieren ist bei unter 40€ für 420 Watt Module einfach sinnfreie Beschäftigungstherapie.