Verschattungen, na und? – pv magazine top innovation für AE Solar

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Es fing an in den frühen 2000ern. Waldemar Maier begann zusammen mit Bruder Alexander, Photovoltaikprojekte zu verkaufen, zu planen und umzusetzen. Die ganze Familie und noch viele mehr waren daran beteiligt. Als man in Deutschland zunehmend Module aus China zukaufte, gingen sie 2009 mit dem Familienunternehmen AE Solar den umgekehrten Weg und investierten in eine Modulfertigung in Hongze. „Heute haben wir eine Produktionskapazität von 525 Megawatt“, sagt Waldemar Maier. Er ist als Projektmanager in dem Unternehmen aktiv, sein Bruder als Geschäftsführer. Sie verkaufen nicht alles unter ihrem Namen, sondern sind einer der OEM-Fertiger für andere bekannte Marken. Doch das wirklich Besondere ist, dass sie ein „Hotspot-freies“ Modul entwickelt haben, bei dem jede der 60 oder 72 Zellen durch eine Bypassdiode geschützt ist. Es heißt „AE Smart Hot-Spot Free“.

In Standardmodulen ist das anders. Diese bestehen aus drei Substrings und es gibt nur drei Bypassdioden, die jeweils einen ganzen Substring absichern. Das Problem ist in der Branche seit Langem bekannt. Da die Zellen in den Zellstrings hintereinander geschaltet sind, begrenzt das schwächste Glied den Strom. Das Fraunhofer CSP hat in einer Studie für AE Solar gerade wieder bescheinigt: Verschattet man eine Zelle eines Standardmoduls und deckt nur ein 60stel der Modulfläche ab, gehen trotzdem 30 Prozent der Leistung verloren. Verschattet man eine Zelle in dem neuen AE-Solar-Modul, gehen nur drei Prozent verloren. Der Stringstrom nimmt dann den Weg über die Bypassdiode und die restlichen 20 Zellen in dem Zellstring können weiter Strom produzieren.

pv magazine top business model und top innovation

Preis für gute Ideen – in der Junirunde zeichnet pv magazine drei Einreichungen aus. Das sagt die Jury zu AE Solar:

AE Solar entwickelt verschattungsresistentes Modul

Viele Ideen zur Verbesserung der Solartechnik sind seit langem bekannt und werden doch nicht umgesetzt. AE Solar ist aktiv geworden und hat eine solche Idee umgesetzt: ein verschattungsresistentes Modul, bei dem jede Zelle ihre eigene Bypass-Diode hat. Nun kann sich zeigen, ob der Markt das neue Produkt annimmt. Dafür verdient die Entwicklung nach Ansicht der Jury das Prädikat „top innovation“.

 

pv magazine vergibt die Prädikate „top business model“ und „top innovation“ seit vier Jahren vierteljärlich. Die Gewinner werden automatisch Kandidaten für den allumfassenden internationalen pv magazine award, den wir Ende des Jahres vergeben.

Mehr Infos, bisherige Preisträger und alles zur Bewerbung hier

Die Juroren für „top business model“ und „top innovation“: Volker Quaschning, Professor für regenerative Energiesysteme an der HTW Berlin. Hans Urban, Experte und Berater für Photovoltaik, Speichertechnik und E-Mobilität. Er berät Schletter, Maxsolar und Smart Power. Winfried Wahl, Solarexperte und Leiter des Produktmanagements bei Longi Solar in Deutschland.

Der Einsendeschluss für die nächste Runde ist am 10. August 2018 (bitte unformal per Email an awards@pv-magazine.com)

Der Härtetest ist, wenn man eine ganze Zellreihe des Moduls verschattet. Dann geht die Leistung eines normalen Moduls ganz in die Knie. „Das neue AE-Solar-Modul verliert nur 20 Prozent seiner Nennleistung“, heißt es in dem Bericht. Die Innovation hat auch einen Sicherheitsaspekt, da verschattete Zellen sich erwärmen und Hotspots entwickeln, wenn sie nicht durch eine Bypassdiode geschützt sind. Es gibt zwar auch Hotspots, die durch Materialfehler im Wafer entstehen, insofern ist „Hotspot-freies“ Modul nicht ganz korrekt. Aber durch die Innovation wird die Gefahr deutlich reduziert.

Vor zwei Jahren haben die rund zehn Entwickler bei AE Solar in China mit der Entwicklung begonnen. Allzu viel will Waldemar Maier nicht verraten, da er natürlich ein Interesse daran hat, dass das Modul nicht sofort kopiert wird. Wenn man es sich ansieht, erkennt man neben den Busbars die kleinen Dioden, die die Zellen überbrücken. „Diese haben wir mit einem Diodenhersteller zusammen entwickelt.“

Im Gegensatz zu den Dioden, die üblicherweise die Zellstrings in den Anschlussdosen überbrücken, müssen die Zellüberbrückerdioden keine so hohe Spannung aushalten, dadurch werde das Material geschont. Das trage zu einer höheren Lebenserwartung bei. Das eine ist die richtige Auswahl der Dioden, das andere die automatisierte Fertigung. „Wir haben die Verlötung in den Stringingprozess integriert“, sagt Vertriebsleiter Waldemar Hartmann.

Bei allen Vorteilen muss man natürlich auch die Frage nach den Kosten stellen. Die Mehrkosten zu Standardmodulen belaufen sich noch auf rund sechs bis acht US-Dollarcent pro Watt. „Wenn wir dieses Modul erst mal mit 20 Prozent unserer Jahresproduktionskapazität umsetzen“, sagt Hartmann, „können die Zusatzkosten durch geringere Rüstkosten der Produktionslinie, schnellere Produktionszeit und niedrigere Anschaffungskosten der Bypassdioden halbiert werden“.

Die AE-Experten gehen davon aus, dass sich die Module in der Anwendung trotzdem rechnen. In Freiflächenanlagen würden Reihen so dicht gesetzt, dass zu bestimmten Zeitpunkten die Unterseite der Module verschattet ist. Das entspricht der Situation beim Härtetest am Fraunhofer CSP, wo das neue Modul mehr Ertrag liefert. Auf Dächern wiederum muss man keine Angst mehr vor dem Schattenwurf von Schornsteinen und Gauben haben. Maier und Hartmann sind optimistisch, dass sie sich mit diesem Modul differenzieren.