Lebe rasant, stirb jung: MIT-Studie schlägt Verwendung von Solarmodulen mit 10-jährigen Lebensdauer vor

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von pv magazine global

Effizientere und kostengünstigere Photovoltaik-Produkte mit einer kürzeren Lebensdauer als der Industriestandard von 25 bis 30 Jahre könnten nach einer Studie des MIT in den kommenden Jahren neue Möglichkeiten für Projektentwickler und Anlagenbesitzer eröffnen. In dem in der Fachzeitschrift „Joule“ veröffentlichten Beitrag „Accelerating Photovoltaic Market Entry with Module Replacement“ stellten die US-Forscher eine Modultauschstrategie vor, die es den Projektträgern ermöglicht, mit Solarmodulen mit einer erwarteten Lebensdauer von weniger als 15 Jahren profitable Stromgestehungskosten (LCOE) für ihre Photovoltaik-Projekte zu erreichen.

Der MIT-Studie zufolge könnte der Austausch von Modulen dazu beitragen, dass Photovoltaik-Technologien mit kürzeren Lebenszyklen, die derzeit vom Markt ausgeschlossen sind, in den Mainstream gelangen, solange die Module mindestens zehn Jahre halten, einen Wirkungsgrad von mehr als 20 Prozent aufweisen und nicht mehr als 0,30 US-Dollar pro Watt kosten. „Aufkommende Photovoltaik-Technologien mit einer Lebensdauer von weniger als 15 Jahren können einen wettbewerbsfähigen LCOE erreichen“, so der Bericht.

Stromgestehungskosten als Schlüssel

Die wichtigste Änderung, die die Tür zum Markt für diese Module öffnen kann, ist die Senkung der Modulpreise. Sie habe dafür gesorgt, dass die Systemkosten (BoS) nun den größten Teil der Kosten von Photovoltaik-Projekten ausmachen. „Das bedeutet, dass es, solange neuere Solarmodule elektrisch und physikalisch mit den Unterkonstruktionen und elektrischen Systemen kompatibel sind, wirtschaftlich sinnvoll sein kann, durch neuere, bessere Module zu ersetzen, sobald sie verfügbar sind, während der Rest des Systems weiter verwendet werden kann“, so die Studie.

Die Forscher analysierten einen 100-Megawatt-Solarpark mit einem Tracker-System, eine 200-Kilowatt-Dachanlage im Gewerbe und einer private Dachanlage mit 6 Kilowatt. Für die Analyse stützten sie sich auf Benchmark-Parameter des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums, Annahmen über die zukünftige Entwicklung der Photovoltaik-Technologien, Finanzierung und Modulrecycling sowie vier unabhängige Tools zur Berechnung des Stromgestehungskosten. „Bei allen drei Installationsarten, die sie – je nach den Besonderheiten der örtlichen Gegebenheiten – gefunden haben, brachte der Austausch durch neue Module nach 10 bis 15 Jahren in vielen Fällen wirtschaftliche Vorteile und gleichzeitig blieben die vielen Umwelt- und Emissionsminderungsvorteile der Solarenergie erhalten“, sagte das Forschungsteam.

Die Autoren der Studie hoffen, dass ihre Ergebnisse dazu beitragen werden, die Überzeugung zu überwinden, dass eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren für die Rentabilität von Photovoltaik-Anlagen erforderlich ist. „Wenn jemand eine neue Technologie mit einer Lebensdauer von zehn Jahren entwickelt, wird sich niemand damit befassen“, schreiben die Forscher. „Das gilt als Allgemeinwissen auf diesem Gebiet und ist irgendwie lähmend.“

Auswirkungen auf die Recyclingindustrie

Die Einführung von „mehr Einweg-Photovoltaik-Technologien“, die gleichzeitig eine nachhaltigere Einnahmequelle für Photovoltaik-Hersteller bieten, hätte enorme Auswirkungen auf das Recycling. Die Photovoltaik-Recyclingbranche macht Fortschritte auch aus dem Bewusstsein heraus, dass die ersten signifikanten Mengen an Altmodulen im nächsten Jahrzehnt anfallen werden.

Nach Angaben von Bertrand Lempkowicz, Kommunikations-, Marketing- und PR-Manager bei der Recyclingorganisation PV Cycle, könnte ein Solarmodul mit zehnjähriger Lebensdauer den Investoren eine Rendite bieten, basierend auf einer sechs bis siebenjährigen Amortisationszeit für das Produkt. „Aber aus ökologischer Sicht sollte ein Solarmodul mit einer Lebensdauer von 25 Jahren interessanter sein“, sagte Lempkowicz auf Anfrage pv magazine. „Aus Sicht der Recycler bedeutet eine kürzere Lebensdauer mehr Abfall und sollte helfen, den Recyclingpreis zu senken.“

Ein weiterer wichtiger Faktor, so Lempkowicz, ist, dass Solarmodule mit 20-jähriger Lebensdauer auch zwei Jahrzehnte nach der Installation 80 Prozent ihrer ursprünglichen Leistung liefern können, wobei die Leistung bei privaten Dachanlagen tendenziell höher ist. „Bei Industrieanlagen, bei denen aufgrund der ständig steigenden Leistungen von [neuen] Modulen mit einer Spannungsversorgung zu rechnen ist, sollte eine Lebensdauer von 10 oder 15 Jahren ausreichen“, sagte er. „Für sie ist der frühe Wechsel ihres Kraftwerks eine Investition und diese Module werden wahrscheinlich nie 20 oder 25 Jahre alt sein, bevor sie ersetzt werden.“

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