Kalibrierlabor des Fraunhofer ISE senkt Messunsicherheit auf 1,1 Prozent

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Das Kalibrierlabor CalLab PV Modules des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) die Reakkreditierung als unabhängiges Kalibrierlabor gemäß der neuen, deutlich verschärften Norm DIN EN ISO/IEC 17025: 2018 erhalten. Dabei erreichte das Labor in der Kalibrierung von monofazialen Photovoltaik-Modulen eine Messunsicherheit von 1,1 Prozent – nach Angaben des Fraunhofer ISE ein weltweiter Spitzenwert. Die Reproduzierbarkeit der Messungen liege sogar bei lediglich 0,2 Prozent.

Die Messunsicherheit ist ein entscheidender Faktor für die Qualitätssicherung in der Modulproduktion und bei Investitionen in Photovoltaik-Kraftwerke. Modulhersteller, die eine verkaufte Leistung ihrer Produkte garantieren, können durch genauer kalibrierte Referenzmodule die Toleranzen in ihren Datenblatt-Angaben senken. Angesichts von Produktionsmengen im Gigawatt-Maßstab geht es dabei um beträchtliche Leistungen und Kosten. Auch Investoren profitieren von geringeren Messunsicherheiten bei der Charakterisierung von Modulen, da die Simulation der Erträge von Photovoltaik-Kraftwerken und damit die Renditeberechnung präziser werden.

„Bei einer weltweiten Modulproduktion von etwa 100 Gigawatt entspricht ein Prozent Messunsicherheit einem Gigawatt Leistungsunsicherheit, das sind bei heutigen Preisen etwa 300 Millionen Euro“, erklärt Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaik-Module und -Kraftwerke am Fraunhofer ISE. „Hohe Präzision zahlt sich für Anbieter wie für Kunden aus.“

„Ein großer Vorteil unseres Kalibrierlabors ist die Verbindung dieser höchst präzisen Messungen mit den Kapazitäten für die Bearbeitung auch größerer Stückzahlen. Wir können 5000 Module pro Jahr messen und dabei kurze Bearbeitungszeiten einhalten“, erklärt Frank Neuberger, Leiter des CalLab PV Modules.

Die vier Simulatoren des Labors können je nach Modultechnologie unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Als eines der ersten akkreditierten Kalibrier- und Prüflabors weltweit verfügt das CalLab PV Modules über einen Teststand für die Kalibrierung von bifazialen Modulen. Die Messunsicherheit für diese Technologie haben die Freiburger Fraunhofer-Forscher nun von 2,5 auf 1,8 Prozent gesenkt.

Neben der Kalibrierung bei Standardtestbedingungen (STC) werden im Kalibrierlabor umfassende Performance-Tests durchgeführt, insbesondere bei verringerter Einstrahlung, abweichender Temperatur und geneigtem Lichteinfall. Auf Basis von präzisen Power-Rating-Messungen gemäß IEC 61853 erstellen die Experten des Fraunhofer ISE Ertragssimulationen – unterschiedliche Modultypen können so für definierte Standorte sehr genau verglichen werden. „Durch die Optimierung des Sonnensimulators für diese Messungen konnte die Genauigkeit besonders bei Schwachlicht weiter verbessert werden. Damit haben wir die Unsicherheit bei der Ertragssimulation deutlich reduziert“, erklärt Neuberger.