Die Leistung ist nicht alles

Solaranlagen sind zwar eine lukrative, aber auch eine langfristige Geldanlage. Damit ist das Risiko groß, wenn die Module nicht halten, was sie versprechen. Mit durchschnittlichen Laufzeiten von 20 Jahren und einmaligen Anschaffungskosten von 20.000 Euro für eine typische Anlagengröße im Segment der Ein- und Zweifamilienhäuser zählen Solaranlagen zu den Gebrauchsgütern. Entsprechend wichtig ist eine hohe Qualität der angeschafften Produkte und im Falle eines Defekts die schnelle Regulierung von Garantieleistungen oder Ersatzansprüchen. Diesen Bedarf haben die meisten Hersteller erkannt und nutzen werbewirksam weitreichende Qualitäts- und Leistungszusagen.

Gerade bei den Leistungsangaben einer Solaranlage beziehen sich die Hersteller gerne auf Produkttests, bei denen Stichproben der produzierten Bauteile, Komponenten oder Photovoltaiksysteme einer mehr oder minder intensiven Prüfung unterzogen werden. Abhängig von den Prüfergebnissen dieser Stichprobe werden dann Rückschlüsse auf die gesamte Produktion des Herstellers gezogen und die Leistungsdaten zur Vertriebsunterstützung auf Datenblättern, Aufklebern oder Werbeanzeigen kommuniziert. Dabei haben öffentliche Institute und weithin bekannte Prüfstellen wie der TÜV, das Fraunhofer-Institut oder die auf Produkttests spezialisierte Stiftung Warentest unbestritten eine hohe Glaubwürdigkeit und eine gute Reputation. Im Auftrag des Bonner Marktfor-schungs- und Beratungshauses EuPD Research hat jetzt Jürgen Arp, Experte für Qualitätssicherung und Materialprüfung und Geschäftsführer des auf Qualitätssicherung spezialisierten PV Lab Germany, einen Bericht über die Leistungs- und Ertragsmessung von Solarmodulen erstellt.

Wie misst man den Modulertrag?

Die gebräuchlichste und am häufigsten angewandte Methode, um unterschiedliche Solarmodule miteinander vergleichen zu können, ist die Leistungsmessung unter Standard-Testbedingungen (STC – Standard Test Conditions). Dazu werden die Module unter zuvor festgelegten Standardbedingungen vermessen. Da diese genormten Bedingungen allerdings nur im Labor erzeugt werden können, dienen die daraus resultierenden Angaben zur Modulleistung, die meist auf dem Typenschild angegeben sind, allenfalls als Richtwert und haben mit dem realen Ertrag eines Moduls unter natürlichen Bedingungen nur wenig gemeinsam. Laut Ingenieur Arp sind die am weitesten verbreiteten Methoden zur Bestimmung der STC-Leistung die Outdoormessung oder die Labormessung mit einem Blitzlicht-Sonnensimulator, dem Flasher, oder einem sogenannten Konstantlicht-Sonnensimulator.

Dabei nützen allerdings auch die schönsten Erträge nichts, wenn das System nicht langfristig Leistung garantiert und Solarmodule oder Wechselrichter nach wenigen Jahren durch Umwelteinflüsse zerstört werden. Aufschluss über die Qualität im Sinne der Lebensdauer eines Photovoltaiksystems bieten zum einen die Langzeittests in Klimakammern, zum anderen die praktischen Freifeldversuche unter realen Bedingungen. Während Labortests in Klimakammern die Alterung von Solarmodulen wie im Zeitraffer beschleunigt simulieren, werden Module in Freilandtests über eine bestimmte Dauer den natürlichen Umweltbedingungen ausgesetzt. Diese Ergebnisse dienen dann als Basis für Aussagen bezüglich des langfristigen Betriebsverhaltens.

Neben den hohen Kosten, die diese Testverfahren den Herstellern verursachen, leiden beide Tests unter einem prinzipiellen Problem. Um die Kosten überschaubar zu halten, werden je Hersteller meist nur zwei bis drei Module getestet. Die Aussagekraft einer solchen Stichprobe ist – im Vergleich zur Jahresproduktion von mehreren hunderttausend Modulen – selbst bei Produzenten mittlerer Größe offensichtlich begrenzt. Zudem finden sich in diesen aufwändigen Belastungstest meist nur die zehn bis 20 großen Marktführer wieder. Angesichts der Masse von weit über 500 internationalen Modulherstellern ist die Beurteilung anderer Hersteller umso schwerer.

Eine Vielzahl von Prüfmethoden

„Grundsätzlich sind Photovoltaikmodule extrem robuste Erzeugnisse“, sagt Arp und gibt gleich ein prominentes Beispiel für die nachgewiesene Langlebigkeit von qualitativ hochwertigen Solaranlagen. „Auf dem Dach der Technischen Universität in Berlin sind 1987 – also vor 23 Jahren – neun Module installiert worden, von denen acht noch heute klar innerhalb der vom Hersteller angegebenen Anfangsspezifikationen liegen.“ Keineswegs ein Einzelfall, versichert der Experte. Doch während sich in den 80er Jahren nur eine Handvoll spezialisierte Hersteller der Konstruktion von Photovoltaikanlagen verschrieben hatte, drängen heute immer neue Produzenten auf den Markt. Hier die Übersicht zu behalten und unter den zahllosen Anbietern den richtigen Hersteller auszuwählen, fällt nicht nur Fachleuten immer schwerer.

Arp stellt heute auch auf Seiten der Kunden ein wachsendes Interesse für Fragen zur Modulqualität fest. Laut Arp sollten diese neben der Ertragsstärke im Verhältnis zur Systemleistung auch unbedingt auf die Haltbarkeit und Langlebigkeit eines Photovoltaiksystems achten. Während der Ertrag eines Solarsystems bereits von einer Vielzahl

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Die häufigsten Fehlerquellen bei Modultests

• Starke Abweichungen des Flasher-Spektrums von AM 1,5

• Schwankende Temperaturen der Testobjekte können zu Messfehlern von 0,5 Prozent pro Grad Celsius führen

• Mangelnde Homogenität der Lichtquelle kann zu Messfehlern führen

• Initiale Degradation bei monokristallinen Modulen ist noch nicht abgeschlossen

• Fehlerhafte Referenzmodule oder Mikrorisse in den Modulen

• Spektrale Empfindlichkeit der gemessenen Zelle wird nicht hinreichend berücksichtigt