Nur die Größe zählt?

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Vor einigen Monaten stellte ich in meiner Analyse die Frage: Erobern jetzt bifazialen Module den Markt? Ein anderes Mal gab ich zu bedenken, dass es einen Generationswechsel zwischen Vollzellen- zu Halbzellenmodulen gibt. Nun, beide Trends scheinen ein Vorbote darauf gewesen zu sein, was aktuell an technologischer Weiterentwicklung im Gange ist. Fortschritt will ich es nicht direkt nennen, da die von den großen asiatischen Herstellern getriebene Entwicklung durchaus auch kritische Punkte beinhaltet, aber dazu später. War vor Monaten noch die Rede davon, dass nur durch Addition der Rückseiten- zur Frontseitenperformance überhaupt die 500-Watt-Grenze geknackt werden kann, sehen wir jetzt schon Produkte kurz vor der Markteinführung, die monofazial bereits über 500 Watt leisten. Wie konnte das so schnell erreicht werden?

Neben der Einführung einiger neuer oder der Renaissance altbekannter Zelltechnologien wie die Heterojunction-Zelle oder die N-Type-Zelle, welche zunehmend in die Produkte ambitionierter Hersteller Einzug findet, beobachtet man vor allem eine Vergrößerung der Modulfläche, welche auf immer größere Zellen zurückzuführen ist. Fand man noch vor ein bis zwei Jahren fast ausschließlich Module mit Zellen aus sogenannten M2-Wafern auf dem Markt, sowohl als Vollzellen- als auch Halbzellenausführung, so ändern sich die Zell- und damit die Modulmaße aktuell etwa im Vierteljahrestakt. Mehr als 10 Jahre hat uns die klassische 6-Zoll-Zelle mit 150 Millimetern, später mit 156 Millimetern Kantenlänge begleitet, nachdem sie die 5-Zoll-Zelle mit 125 Millimeter Kantenlänge abgelöst hatte. Nun scheint die Ära der XXL-Formate angebrochen zu sein. Diese Entwicklung spielt sich jedoch beinahe ausschließlich im Bereich der monokristallinen Zellen ab – Technologiesprünge bei multikristallinen Produkten gibt es kaum.

Jinko Solar zum Beispiel setzt seit etwa 2 Jahren Wafer und Zellen mit einer Kantenlänge von 158,75 Millimetern in seiner Baureihe „Cheetah“ ein, wobei es hier eine 60-Vollzellen- und 120-Halbzellen-Variante gibt. Trina Solar hat dieses Zellformat unter anderem bei der Reihe Honey DE06M und JA Solar bei S09 und S10 im Programm. Die Modulleistungen bewegen sich immer zwischen 325 und 345 Watt, die Abmessungen sind je nach Ausführung etwa 10 bis 30 Millimeter größer als bei einem klassischen 60-Zellen-Modul – damit noch sehr gut zu bewegen und zu verarbeiten.

Nicht mehr ganz so handlich wird es beim Übergang zur M6-Klasse mit 166 Millimetern Kantenlänge. Longi Solar stellt diese Wafer- und Zellgröße her und setzt sie unter anderem bei der Serie „LR4-60HPH“ und „LR4-72HPH“ ein. Anders als die Typenbezeichnung vermuten lässt, handelt es sich hier um 120-Zeller mit typischerweise 350 bis 380 Watt, beziehungsweise 144-Zeller mit 425 bis 455 Watt, da diese Zellgrößen nur noch als Halbzellen verarbeitet werden können. Die elektrischen Ströme wären ansonsten so hoch, dass aktuell verfügbare Wechselrichter sie nicht mehr verarbeiten könnten. Auch Trina Solar bietet Produkte wie „Honey DE08M“ mit Halbzellen in diesem Format an, ebenso Hanwha Q-Cells mit seiner „Q.Peak DUO G8“-Serie. Die Modulbreite beträgt bei diesen Typen bereits 1030 bis 1040 Millimeter, die Länge je nach Ausführung 1750 bis 2100 Millimeter.

Ob sich Module dieser Größe im Markt durchsetzen, wird sich erst noch zeigen müssen. Aus heutiger Sicht unhandlich dürften aber die neuesten Produkte im Rennen um das leistungsstärkste Modul werden, die erst kürzlich von Jinko Solar und Trina Solar vorgestellt wurden und im Herbst auf den Markt kommen sollen. Trina Solar legte vor und präsentierte im Frühjahr seine 500-Watt-Klasse namens „Vertex“. Dafür verwendet es offenbar die von Waferhersteller Zhonghuan Semiconductor gefertigten M12-Wafer mit einer Kantenlänge von sage und schreibe 210 Millimetern. Die daraus resultierenden Zellen haben eine Einzelleistung von mehr als 10 Watt und einen Nennstrom von 18 Ampere. Trina Solar drittelt die Zellen einfach und verarbeitet 150 davon in seinem Modul, 5 Spalten nebeneinander, womit man auf 480 bis 505 Watt Modulleistung kommt. Mit einer sechsten Reihe will der Hersteller in Zukunft die 600-Watt-Grenze sprengen. Das Modul hätte dann Maße von etwa 2176 auf 1310 Millimeter groß und wäre etwa 32 Kilogramm schwer, etwa 37 Kilogramm als Doppelglas-Variante – wer soll das noch verarbeiten können??

Jinko Solar ist mit einem vergleichbaren Riesenmodul nachgezogen, wobei man hier auf ein etwas kleineres, dennoch exotisches Zellformat von etwa 180 mal 90 Millimetern setzt. Die brandneue Serie, genannt „Tiger Pro“, wartet mit einer Variante mit 144 geschindelten Zellen auf, die 510 bis 530 Watt in der monofazialen Variante bringen soll und einer Version mit 156 Zellen, welche 555 bis 575 Watt erreicht. Mit Abmessungen von 2385 auf 1122 Millimeter zielt dieses Produkt wohl rein auf den Freiflächenmarkt ab. Dort dürfte dann vor allem auch die bifaziale Ausführung interessant sein, bei der ein Bifazialitätsgrad von nur 6 Prozent ausreichen würde, um die 600-Watt-Marke zu überschreiten.

Aus Herstellersicht mag diese Entwicklung richtig und schlüssig sein. Der Markt verlangt vermeintlich nach immer preiswerteren Modulen. Jahrelang hat man diese Preisreduktion durch Optimierung und Skalierung der Fertigung erreicht. Nun ist man aber an einem Punkt angelangt, an dem man die Produktion an sich kaum noch optimieren und Kosten einsparen kann. Auch sind die Fertigungskapazitäten einzelner Konzerne mittlerweile so riesig, dass auch dort nur noch wenig Kostenreduktionspotenzial zu erwarten ist. Die Herstellung eines einigermaßen haltbaren Moduls hat nun einmal seinen Preis, ebenso wie die Herstellung eines kristallinen Wafers oder einer Solarzelle.

Da der Markt jedoch nicht für das Modul an sich, sondern für die Leistung bezahlt, liegt es nahe, die Leistung pro Modul immer weiter zu erhöhen. Bei gleichbleibenden Stückkosten kann dadurch immer mehr Geld für ein Einzelmodul verlangt werden, was wiederum die in den vergangenen Jahren oft sehr spärliche Rendite erhöht. Das freut den Hersteller natürlich. Tatsächlich ist zu erkennen, dass nach fast einjähriger Stagnation bei den Preisen für hocheffiziente Module langsam wieder eine Abwärtsbewegung zu erkennen ist. Diese wird aktuell noch durch die schwierige Versorgungslage beeinflusst, macht sich aber in Vertragspreisen mit längerem Vorlauf durchaus schon bemerkbar. Allerdings werden von den Produzenten bei den neuen Modultypen mit höherer Nennleistung noch lange nicht alle Preisvorteile an den Markt weitergegeben.

Weniger erfreulich ist diese Entwicklung allerdings für den Verarbeiter, der sich in kurzer Abfolge auf immer neue Modulformate einstellen muss. Das Handling entsprechend der Installationsvorschriften des Herstellers ist nur ein Aspekt, den es zu beachten gilt. Größere Modulflächen bei gleichen oder geringeren Rahmenstärken setzen neue Anforderungen an die Unterkonstruktion, die unter Umständen ganz anders geplant und ausgeführt werden muss. Auch die Wechselrichterauslegung ändert sich bisweilen grundlegend durch die immer wieder neuen elektrischen Spezifikationen.

Es muss nicht immer billiger werden! Das aus meiner Feder zu lesen, mag für viele eigenartig sein. Dennoch möchte ich hier ein kurzes Plädoyer für bewährte Technik mit konstanter Qualität, Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit halten. Auch das sind Werte,  die es bei einer nachhaltigen Photovoltaik-Marktentwicklung zu beachten gilt und die die Gesamtkosten, die sogenannten Levelized Cost of Electricity (LCOE) eines Projekts, einer Installation während  deren Lebenszeit bestimmen. Manche Technikkonzepte, für deren Durchsetzung mit einer Reduktion der LCOE argumentiert wird, führen mittel- bis langfristig in eine Einbahnstraße.

Übersicht der nach Technologie unterschiedenen Preispunkte im Mai 2020 inklusive der Veränderungen zum Vormonat (Stand 22.05.2020):

— Der Autor Martin Schachinger ist studierter Elektroingenieur und seit über 20 Jahren im Bereich Photovoltaik und regenerative Energien aktiv. 2004 machte er sich selbständig und gründete die international bekannte Online-Handelsplattform pvXchange.com, über die Großhändler, Installateure und Servicefirmen neben Standardkomponenten auch Solarmodule und –wechselrichter beziehen können, welche nicht mehr hergestellt werden, aber für die Instandsetzung defekter Photovoltaik-Anlagen dringend benötigt werden. —

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