In seinem jährlichen „PV Module Index“ untersuchte das kalifornische Testzentrum für erneuerbare Energien RETC (Renewable Energy Test Center) aufkommende Probleme bei der Herstellung von Solarglas und dessen Verhalten im Feld. Es fand Berichte über einen besorgniserregenden Anstieg der Fälle, in denen das Glas von Solarmodulen vor Ort spontan bricht, mitunter sogar vor der Inbetriebnahme.
Teresa Barnes, Leiterin der Arbeitsgruppe Zuverlässigkeit und Systemverhalten Photovoltaik am Erneuerbare-Energien-Forschungsinstitut NREL (National Renewable Energy Laboratory) des US-Energieministeriums berichtet gemeinsam mit Kollegen über dieses Problem: „Spontaner Glasbruch ist ein Beispiel für einen Ausfallgrund, den wir früher nicht kannten. Als ich vor sieben oder acht Jahren anfing, mich mit der Zuverlässigkeit von Solarmodulen zu befassen, hörten wir meist von Glasbruch, wenn schlampige Betriebs- und Wartungspraktiken vorlagen“, so Barnes.
Dies habe sich geändert, das NREL-Zuverlässigkeitsteam erhalte regelmäßig Berichte über Glasbruch in Solarmodulen, der nicht auf direkte Schäden durch Wartung oder beispielsweise Sturmeinwirkung zurückzuführen ist. Das Team hält fest, dass die durchschnittliche Qualität des Solarglases mit der Zeit offenbar nachlässt. „Früher haben die Module den statischen Belastungstest nach IEC 61215 mit einem großen Sicherheitsfaktor bestanden“, so Barnes. „Heute bestehen sie entweder nur noch den einfachen statischen Basistest, oder sie bestehen ihn jedenfalls ohne höhere Sicherheitsreserven. Manche neue Moduldesigns bestehen nicht einmal den statischen Mindestbelastungstest.“
Das NREL-Team hat die Hypothese aufgestellt, dass Glasschäden in Solarmodulen einen ähnlichen Prozess durchlaufen wie eine Autoscheibe, die ersetzt werden muss. Wenn eine Windschutzscheibe einen Aufprallschaden erleidet, zeigt sich dieser oft nur als scheinbar unbedeutender, kleiner sternförmiger Fleck. Wenn jedoch extreme Wetterbedingungen mit sehr hohen oder niedrigen Temperaturen eintreten, wird die Schwere des Schadens erst richtig deutlich, und plötzlich ist ein großer Riss auf der gesamten Oberfläche sichtbar. „Wir glauben, dass eine ähnliche Dynamik die Ursache für den spontanen Bruch von Solarglas sein könnte“, so Barnes.
Nicht nur in den USA, sondern weltweit befassen sich Fachleute mit dem Glasbruch-Problem. In der Juni-Ausgabe von pv magazine Deutschland finden Sie den Beitrag „Moduldesign am Limit“ (nur für Abonnenten), der die Belastungsgrenzen von immer größeren Glas-Glas-Modulen mit immer dünneren Gläsern zum Thema hat.
Der Anstieg der Bruchrate ist wahrscheinlich auf den Trend zu immer dünnerem Solarglas zurückzuführen, heißt es beim NREL. Mike Pilliod von Central Tension, der auf dem NREL-Workshop 2024 zur Zuverlässigkeit von Solarmodulen einen Vortrag präsentierte, hielt hierbei fest, dass jeder Hersteller Glas mit einer Stärke von drei Millimetern härten kann. Unterhalb dieser Marke aber sei das Härten ein schwieriger Prozess. Je dünner das Glas wird, desto weniger Defekte sind nötig, um festigkeitsbegrenzende Fehler zu verursachen. Diese Fehler werden vom NREL aktiv untersucht, um einige der potenziellen Fallstricke bei der Verwendung dünner Gläser in der Photovoltaik-Produktion zu verstehen.
Barnes warnte zudem, es könne eine Kombination von Effekten sein, die Glasbruch zu einer größeren Bedrohung macht als früher. Die Module werden größer, die Rahmen werden dünner, und die Montageprofile rücken enger zusammen. All diese Faktoren führen zu „großen, biegsamen Modulen“, in denen mehr Belastung für die obendrein immer dünner werdenden Gläser entsteht.
Das NREL-Team berichtete auf dem Workshop, dass die Hersteller die Einführung stabilerer Rahmen und günstigerer Montageanordnungen erörtern. „Wenn die Leute das Zusammenspiel im System rund um das Module herum besser verstehen, können sie daran arbeiten, den Ausgleich der Belastungen zu optimieren“, so Barnes.
Während einige Modulanbieter sich auf Rahmen und Montage konzentrieren, haben andere Module mit gehärtetem Glas auf den Markt gebracht, die als hagelfest und widerstandsfähig gegen extreme Wetterbedingungen angepriesen werden. Auf dem Workshop ging es auch um die jüngsten katastrophalen Hagelstürme in Texas, die Schäden in Höhe von mehreren hundert Millionen US-Dollar an Photovoltaik-Anlagen verursachten. Der Erneuerbare-Energien-Versicherer G-Cube Insurance berichtete, Hagelschäden hätten trotz eines Anteils von nur 1,4 Prozent an der Gesamtzahl der eingereichten Versicherungsansprüche rund 54 Prozent der entstandenen Kosten verursacht. Dies geht aus Daten hervor, die G-Cube in den letzten fünf Jahren gesammelt hat. Die durchschnittlichen Kosten bei Großanlagen belaufen sich demnach auf 58 Millionen US-Dollar pro Schadensfall.
NREL-Mitarbeiterin Barnes resümierte: „Vor zehn Jahren wäre jeder aus der Versammlung geworfen worden, der Klimazonen-spezifische Moduldesigns erwähnt hätte. Der Konsens war, dass dies einfach zu teuer sei.“ Jetzt aber würden klimaspezifische Module und klimaspezifische Tests realisierbar, weil die Gesamtsystemkosten immer mehr an Bedeutung gewännen: „Es ist durchaus möglich, dass wir hagelsichere Module sehen werden, vor allem in einem Markt wie den USA, wo es sich lohnen könnte, im Voraus mehr für die Hagelsicherheit zu bezahlen.“
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.
Geiz ist geil …
…oder auch Kostenoptimierung genannt.
Hauptsache die vielen schönen Glanzbilder sind gut parfümiert.
https://www.linkedin.com/posts/krzysztof-dorynek-06a8b2b3_duramat-activity-7215268845777780736-0UL5?utm_source=share&utm_medium=member_android
In den letzten Jahren sind die Module und somit auch die Glasflächen kontinuierlich immer größer geworden. Gleichzeitig kann man beobachten, wie die Alurahmen immer schmaler und damit beweglicher werden.
Was sich nicht geändert hat, ist die Zahl der Punkte, an denen das Modul auf der Unterkonstruktion aufliegt, zumeist sind das nur vier.
Egal, ob Schnee oder Wind die Scheiben sind viel höheren Belastungen ausgesetzt.
Klingt nach einem ganz klassischem Spontanbruch von ESG (Einscheibensicherheitsglas). Die nicht sichtbaren Nickelsulfid-Einschlüsse im Glas werden mit der Zeit immer größer, bis es irgendwann zu viel Spannung im Glas gibt und bricht.
Passiert nicht bei jeder ESG Scheibe, aber es kann vorkommen.
Charakteristisch dafür ist häufig ein Bruchbild mit zwei größeren schmetterlingsförmige Bruchstücken im Bereich des Bruchursprungs.
Mit einem Heißlagerungstest kann sowas deutlich vermindert werden. Ist aber natürlich ein weiterer Produktionsschritt, der mit zusätzlichen Kosten verbunden ist und deshalb nicht immer gemacht wird.
Die Scheiben wurden sehr wahrscheinlich aus Kostengründen keinem Heat-Soak Test unterzogen. Mit diesem Test kann man Silikateinschlüsse im Glas festellen, da das Glas bei diesem Test künstlich „gealtert“ wird. Entweder bricht das Glas beim Test oder aber nicht, wenn nicht, ist ein Spontanbruch zu 99% ausgeschlossen.
Ich würde also bei den vermehrten Spontanbrüchen auf eine Mangelhafte Glasqualität aus fern-asiatischen Gefilden schließen, die zurzeit den Markt überfluten.
Wenn das Solar weiterhin so ineffizient bleibt, dann hat es eh keine Zukunft. Ich finde nicht, dass es sich krass Rentiert und so umweltfreundlich ist die Herstellung leider auch nicht.
Die Bots sind wieder los… das Internet geht irgendwann kaputt, wenn dieser Mist nicht unterbunden wird. Und die freie Gesellschaft gleich mit.
Tja gleich von Anfang auf Meyer Burger Panels gesetzt dann kauft man nur einmal…
First of all, only modules installed on the ground break, it is worth wondering why they do not break on short mounts on roofs?
Secondly, it is Double Glass modules that are almost four times more rigid than single glass modules, and ground structures for glass/glass modules do not provide 4 x better static for rigid modules.
Thirdly, why only the rear glass in the panels breaks? because the increasing size of the modules increases the tensile expansion force of the lower glass and as we know TVG semi-tempered glass is very resistant to compression of 800N/mm2(upper glass) and very weak to tension of 120N/mm2. THAT IS WHY THE BOTTOM PANE ALWAYS BREAKS.
The only reason for the cracking of the panels is not the inferior glass, but the poor static of the ground structure.
The only safe system for fixing double glass modules is a structure that is completely devoid of lateral compression of the modules (trapezoidal)
drawing in the commentary