Gut ist nicht gut genug

Was zeichnet ein gutes Photovoltaikmodul aus? Natürlich sollte die versprochene Leistung eingehalten werden. Aber auch der Energieertrag muss stimmen. Elektrische Sicherheit ist wichtig. Und dies alles nicht nur bei der Installation, sondern auch noch nach 20 oder 25 Jahren, wenn UV-Strahlung, Kälte, Hitze, Nässe, Schneeberge, Hagel, Gewitter und Stürme die Module malträtiert haben. Außerdem müssen geltende Regularien und Normen eingehalten werden und die Dokumentation stimmen.

Keine leichte Aufgabe für einen Modulbauer, und eine noch schwierigere für den Endkunden. Was nützt das günstigste Angebot, wenn nach drei Jahren die Leistung einbricht oder die Anschlussdose abfällt? Aber sind „Billigmodule“ wirklich schlechter? Wie soll man in dem Dschungel der Modulangebote das gute Modul vom schlechten unterscheiden? Klar, es gibt die Zertifizierungen: IEC 61215 für die Bauart und die zugehörige IEC 61730 für die elektrische Sicherheit. Aber diese beiden Dokumente kann heutzutage fast jeder Hersteller aufweisen. Dennoch gibt es große Unterschiede in der Qualität der Module am Markt, wie Investoren, Betreiber und wir bei TÜV Rheinland immer wieder feststellen müssen.

Um Investoren und Endkunden eine verlässliche und technisch fundierte Entscheidungshilfe an die Hand zu geben, startete im Jahr 2010 die Solarpraxis AG, Herausgeberin der Fachzeitschrift pv magazine, in Kooperation mit TÜV Rheinland einen unabhängigen Modulvergleichstest. Im Kölner Solarlabor von TÜV Rheinland wurden bereits unzählige Module den Härtetests der Normen unterzogen und alle Arten von zusätzlichen Belastungsprüfungen an Photovoltaikmodulen durchgeführt. Auch bei der Entwicklung und Weiterentwicklung der Prüfstandards ist TÜV Rheinland maßgeblich international beteiligt.

Diese Erfahrungen flossen in die Entwicklung des Modulvergleichstests ein. Aber die Prüfanforderungen sollten auch von denen mitgetragen werden, die es angeht: den Modulherstellern. Daher folgten die meisten der damals namhaften Photovoltaikhersteller einer Einladung von Solarpraxis und TÜV Rheinland, um ein Prüfprogramm für einen öffentlichen Vergleichstest zu diskutieren und zu verabschieden. PV+Test war geboren.

Die Positivliste

PV+Test sollte etwas anders sein als herkömmliche technische Vergleichstests. Neben der offen geführten Diskussion durch einen Beirat der Industrievertreter über die Prüfanforderungen und deren Gewichtungen ist ein weiteres Merkmal für PV+Test wesentlich: PV+Test ist eine Positivliste. Das heißt, nur vom Hersteller genehmigte Testergebnisse finden ihren Weg in die Veröffentlichung. So paradox dies im ersten Moment klingen mag, so sinnvoll ist dieses Prozedere: Da logischerweise nur gute Endnoten erscheinen werden, entsteht für den Endkunden eine Liste guter Module. Schlechte Module tauchen anonymisiert im Notenspiegel aller bisher getesteten Module auf. Der Investor kann somit zwar nicht erkennen, welchen Modultyp er nicht kaufen soll, hat aber gleichzeitig eine Liste von Kaufempfehlungen an der Hand. Ein System, das der Zielsetzung Genüge tut und den Modulherstellern gleichzeitig einen möglichen Imageverlust erspart. Zusätzlich erleichtert das Vetorecht bei der Veröffentlichung dem Hersteller die Investition, denn die Prüfungen bezahlt jeder Teilnehmer selbst.

Zum Start von PV+Test traten acht Modultypen unterschiedlicher Hersteller gleichzeitig an, und die Ergebnisse wurden im Februar 2011 veröffentlicht. Diese Module rangierten im Notenbereich von „sehr gut“ bis „gut (-)“ und spiegelten die damalige Qualitätssituation auf dem Markt für Photovoltaikmodule überraschend gut wider: Sechs der acht Hersteller veröffentlichten ihre Ergebnisse. Ein mit „ausreichend“ bewertetes Modul, dessen Ergebnisse nicht veröffentlicht wurden, offenbarte beispielsweise große Schwächen hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit. Die vielen, etwa handtellergroßen Blasen nach dem Feuchte-Wärme-Test sind ein typischer Effekt, wie er auch bei den Zertifizierungsprüfungen vorkommt, wenn der kritische Laminationsprozess nicht beherrscht wird. Das zweite Modul, dessen Ergebnisse im ersten Testdurchlauf nicht veröffentlicht wurden, schnitt mit der Endnote „gut“ ab, aber da es bei einem der detailliert dargestellten technischen Werte keine optimalen Ergebnisse aufwies, entschied sich der Hersteller überraschenderweise dazu, nicht zu veröffentlichen und damit auf ein Qualitätssiegel mit der Note „gut“ zu verzichten. In Einzelfällen wurde von Teilnehmern nicht nur bei schlechtem Abschneiden von der Möglichkeit der Nichtveröffentlichung Gebrauch gemacht, sondern auch bei Endergebnissen, die eben nicht „sehr gut“ waren. Ein „Gut“ war einigen Herstellern eben nicht gut genug. PV+Test ist hinsichtlich seiner Bewertungskriterien und Anforderungen allerdings so ausgelegt, dass ein „Sehr gut“ nur bei nahezu fehlerfreien Modulen mit theoretisch erreichbaren Bestnoten erzielt wird und demzufolge eine Ausnahme darstellen soll und darstellt. Das Gros der Testmuster ohne schwerwiegende Auffälligkeiten wird sich im „guten“ Bereich wiederfinden. Mit anderen Worten: Die ursprüngliche Intention der PV+Test-Positivliste, auf der ein gutes Modul auftaucht, haben manche Testteilnehmer anhand der Endnoten als scharfes Ranking um den „Testsieg“ angesehen und dabei vergessen, dass auch ein Modul mit „gut“ die harten Anforderungen von PV+Test erfolgreich erfüllt und damit eine nachgewiesene Kaufempfehlung darstellt. Besonders deutlich zeigte sich diese Fehlinterpretation, als ein asiatischer Hersteller im April 2012 zur großen Überraschung aller Beteiligten die Veröffentlichung ablehnte – und das bei einer Endnote von „sehr gut (-)“.

In der Zwischenzeit ist die Anzahl der getesteten Module inklusive der beiden Typen in dieser Heftausgabe auf 21 angewachsen, 9 davon blieben unveröffentlicht. Insgesamt zu wenig, in Anbetracht der großen Modulvielfalt am Markt bei einem gleichzeitig beobachtbaren Qualitätsverfall von Photovoltaikmodulen in der heutigen Zeit. Der Ruf nach mehr Investitionssicherheit auf der einen Seite und die Möglichkeit einer unabhängig ausgezeichneten Produktqualität auf der anderen Seite machen die recht geringe Teilnehmerzahl zu einer Überraschung.

Vermeidbare Mängel und positive Überraschungen

Wenn man die Gründe für eine Nichtteilnahme analysiert, so werden von den Herstellern auch die zu tragenden Prüfkosten im Umfeld der allgemeinen Finanzschwierigkeiten in der Solarbranche und die noch nicht ausreichende Marktdurchdringung des PV+Test-Qualitätssiegels genannt. Häufiger allerdings werden die anspruchsvollen Anforderungen des Prüfprogramms an die zufällig gezogenen Serienmodule angeführt. Dabei können die Hersteller den Test nutzen, um sich mit Wettbewerbern zu messen und die Qualität des Produktes und dessen Dokumentation danach auszurichten. Wird im ersten Anlauf noch nicht das gewünschte Ziel erreicht, kann dies nach Einführung zusätzlicher qualitätssichernder Maßnahmen im zweiten Anlauf gelingen.

Nach zwei Jahren PV+Test kann man technisch und fachlich festhalten: Die Qualität der getesteten Module ist insgesamt gut. Allerdings steckt der Teufel im Detail. Es gibt sie schon, die klassischen Fehler nach den Alterungstests, die großen Blasen oder die hohen Leistungseinbrüche nach Klimatests. Diese Fehler dürften auch bei einer IEC-Zertifizierung nicht auftreten und werden bei PV+Test mit einer rigorosen allgemeinen Abwertung bestraft. Von den 21 getesteten Modulen wiesen drei so einen nicht IEC-konformen Fehler auf.

Oft sind es aber vermeidbare Dinge, die das Gesamtergebnis zunichtemachen. Was nützt das beste Modul, wenn die (zugekauften) Steckverbinder bei einem Prüfmuster offensichtlich mangelhaft und per Norm-Prüffinger leitende Teile berührbar sind (siehe aktuelle Testergebnisse)? So etwas darf natürlich nicht passieren und sollte bei der Qualitätskontrolle des Herstellers berücksichtigt werden. Bei der allgemeinen Modulverarbeitungsqualität wären viele bemängelte Auffälligkeiten einfach zu vermeiden: Scharfkantige Modulrahmenecken sind ebenso unnötig wie verschmiertes Silikon auf Modulrückseite, Anschlussdose oder Rahmen.

Besonders ärgerlich ist es, wenn erst bei PV+Test zur Überraschung des Herstellers auffällt, dass ein eingereichter Modultypnicht über eine gültige Zertifizierung nach IEC 61730 verfügt. Überhaupt ist das vermeintlich einfache Thema Dokumentation anscheinend schwieriger als erwartet. Es gibt klare Normen und Anweisungen, was ein Typenschild, Datenblatt und die Installationsanleitung beinhalten müssen (EN 50380/IEC 61730). Da die normkonforme Darstellung eine reine Fleißarbeit darstellt, ist es nicht verständlich, dass bisher kein einziger Modulhersteller im Test bei allen Dokumenten die volle Punktzahl erreicht hat. Insbesondere bei Herstellern aus Fernost herrscht hier Nachholbedarf.

Es gibt jedoch auch positive Überraschungen. Das PV+Test-Prüfprogramm basiert zwar teilweise auf den anwendbaren IEC-Normen, erweitert diese jedoch in vielen Fällen durch erhöhte Schärfegrade und Anforderungen. Umso erfreulicher ist es, festzustellen, dass Module, die den Basisanforderungen gerecht werden, die zusätzlichen Verschärfungen ohne weitere große Probleme und Auffälligkeiten aushalten. Prüflinge, die beispielsweise den ersten Feuchte-Wärme-Test nach Norm mit 1.000 Stunden überstanden hatten, zeigten auch im nachgeschalteten zusätzlichen 500-Stunden-Test oder neuerdings bei 1.000 weiteren Stunden keine neuen Probleme. Offensichtlich zahlt es sich hier aus, dass inzwischen die meisten Hersteller zu ihrer Qualitätssicherung interne Prüfungen mit teilweise stark erhöhten Schärfegraden durchführen.

In der neuen Version von PV+Test 2.0, die in dieser Heftausgabe vorgestellt wird, wurden die Schärfegrade gegenüber den Normen daher nochmals für verschiedene Tests erhöht, um damit eine größere Aussagekraft und Unterscheidbarkeit hinsichtlich der Alterungsbeständigkeit zu erhalten und dem Stand der Technik Rechnung zu tragen.

Aus den Fehlern lernen

Da jeder PV+Test-Teilnehmer eine detaillierte technische Berichterstattung mit Einzelbewertungen und Punktvergabe erhält, sorgen negative Prüfergebnisse meistens für Diskussionen. Während wenige Teilnehmer ihr schlechtes Abschneiden mit Unverständnis aufnehmen, nutzen die meisten gezielt die Detailergebnisse von PV+Test, um die Diskussionen um ihre Produkte und Prozesse zu verbessern und die interne Qualitätssicherung zu optimieren. Genau dies ist ein sehr positiver Aspekt von PV+Test. Bei den Prüfungen wird beispielsweise die erwähnte Verletzungsgefahr an scharfen Rahmenecken mittels eines genormten Prüfgerätes reproduzierbar festgestellt. Ein Modulhersteller, der hier Punktabzüge erhielt, kündigte an, unsere Testmethode in seinem Werk im Rahmen der Qualitätssicherung zu implementieren. Ein weiterer Hersteller nahm seine nicht optimalen Ergebnisse bei den Isolationstests zum Anlass, mit dem Zulieferer ein besseres Design der Anschlusskomponenten zu entwickeln. Auch die bereits angesprochenen Hinweise auf fehlende Angaben in der Dokumentation werden meistens vom Hersteller dankbar angenommen und nachgebessert.

Ein erheblicher Punkt für den Verbraucher und dementsprechend stark bei PV+Test gewichtet ist die Einhaltung der zugesagten Nennleistung bei sogenannten Standard-Test-Bedingungen. Dies ist die maximale elektrische Leistung bei einer Einstrahlung von 1.000 Watt pro Quadratmeter und 25 Grad Celsius Zelltemperatur bei einem normativ genau festgelegten Lichtspektrum. Diese Messungen sind nicht trivial und erfordern einiges an Erfahrung und Know-how vom Modulhersteller. Die meisten Teilnehmer bewiesen genau dies und lieferten stimmige Ergebnisse in Verbindung mit ihrer Modulsortierung und Messtoleranz. Allerdings gibt es auch hier einige Ausreißer, deren tatsächliche gemessene Leistung unter dem zugesicherten Wert liegt.

Umso ärgerlicher, wenn dann auch noch vollmundig eine „Positivsortierung“ beworben wird. Interessanterweise wurden alle Module mit gemessener Minderleistung in China gefertigt und vermessen, was allerdings nicht zwangsläufig bedeutet, dass sie unter chinesischem Markennamen verkauft wurden. Von einer generellen Aussage, dass chinesische Module schlechter sind, kann dennoch nicht die Rede sein, immerhin befinden sich drei Modultypen aus dem Reich der Mitte in der veröffentlichten Bestenliste; alle mit der sehr respektablen Wertung „gut (+)“.

Nach zwei Jahren Erfahrung mit PV+Test haben Solarpraxis und TÜV Rheinland das Prüfprogramm nun weiterentwickelt. Seit Anfang 2013 gelten neue Testbedingungen, die die ersten Module jetzt durchlaufen haben (siehe den folgenden Artikel). Das heißt, die Bestenliste von PV+Test wird auch in Zukunft anwachsen und Investoren und Installateuren eine Antwort auf die Frage geben, was ein gutes Modul ist.

HerstellerModulTestzeitpunktLand derHerstellungGröße (mm)Gewicht (kg)ZellenartModulbauartAngegebene Leistung (Watt)Leistungstoleranz(negativ, positiv,umgerechnet auf Prozent)Einzelbewertungen
LeistungAlterungsbeständigkeitDokumentationElektrische SicherheitVerarbeitungGewährleistung und MontagefreundlichkeitErgebnisse innerhalb der Anforderungen IEC 61215 und IEC 61730Gesamtbewertung (Maximale Punktzahl 100 Punkte)NoteSolarworldSunmodule Plus SW 245 polyApr 13Deutschland1.675 x 1.001 x 3121.26“, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie245Typenschild: +/- 3 %; Datenblatt: -0 Wp bis +5 Wp (bei +/- 2 % Messtoleranz)
++++++++++++++++ja92,29sehr gutJS SolarJS190DOkt 12China1.580 x 808 x 3516,55“, monokristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie190(0,+3%)
+++++++++++++ja88,42gut (+)JS SolarJS230POkt 12China1.650 x 992 x 50206“, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie230(0,+3%)
+++++++++++++++ja89,56gut (+)Jetion SolarJT235PCeApr 12China1.655 x 992 x 4022,56‘‘, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie235(0%, 2,1%)
++++++++++++++ja88,45gut (+)IBC SolarIBC Monosol 240 ETMär 12Deutschland(OEM: Solarwatt)1.680 x 990 x 5024,06‘‘, monokristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie240(-0 Wp, +5 Wp)
++++++++++++++++ja89,81gut (+)SolonSolon Blue 230/07Okt 11Deutschland1.640 x 1000 x 4223,56‘‘, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie235„0 to 4,99 Wp“, zusätzliche Angabe auf Datenblatt: „Messtoleranz bezogen auf Pmax: +/- 3%“
++++++++++++++++ja94,29sehr gutConergyPowerPlus 225PFeb 11Deutschland1.651 x 986 x 4619,66‘‘, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie225(0%, 2,5%)
+++++++++++++++ja*88,68gut (+)Mitsubishi ElectricPV-TD185MF5Feb 11Japan1.658 x 834 x 46176‘‘, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie185(-3%, nicht spezifiziert)
++++++++++++ja88,99gut (+)Perfect SolarPS230-6P-TOPFeb 11Deutschland(OEM in Taiwan)1.663 x 997 x 39226‘‘, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie230(-3%,+3%)
+++++++++ja80,01gut (-)Schott SolarSCHOTT POLY 290Feb 11Deutschland1.685 x1281 x5041,56‘‘, polykristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Glas290(-0%, nicht spezifiziert)
+++++++++++++++ja91,3sehr gut (-)SharpNU-180E1Feb 11Japan1.318 x 994 x 46166‘‘, monokristallinGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie180(-5%, +10%)
+++++++++++++++ja90,86sehr gut (-)SovelloSV-X-195-fa1Feb 11Deutschland1.650 x 951 x 4618,6String-RibbonVerfahrenGlas/EVA/Zelle/EVA/Folie195(0%, +2,6%)