Fraunhofer ISE: „Matrix“-Schindelmodule sind effizienter bei Verschattung

Teilen

Schindelmodule – bei denen kristalline Solarzellen in fünf oder sechs Streifen geschnitten und mit einem elektrisch leitenden Klebstoff miteinander verbunden werden – gibt es schon seit einiger Zeit. Obwohl sie nie eine Mainstream-Lösung waren, haben sie die Aufmerksamkeit der Industrie auf sich gezogen, da sie die Möglichkeit bieten, Größe und Form der Module flexibel zu gestalten, ein besseres ästhetisches Erscheinungsbild zu erreichen und die Toleranz gegenüber Abschattungen zu verbessern.

Das jüngste Interesse an gebäudeintegrierten und anderen Anwendungen für Photovoltaik-Anlagen, die über die Standardmodule für Dächer oder Freiflächen hinausgehen, sowie die Bedenken hinsichtlich der Verwendung von Blei sowie Verbesserungen bei elektrisch leitfähigen Klebstoffen haben in letzter Zeit für einen neuen Push bei diesem Ansatz geführt.

Vergangenen Monat stellte das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) ein neues Layout für bleifreie Schindelzellen vor, das in Zusammenarbeit mit dem Anlagenbauer M10 Industries entwickelt wurde. Es wird als „Matrix Shingle Technology“ bezeichnet. Bei diesem Ansatz werden die Zellstreifen in versetzten Reihen angeordnet, ähnlich wie Ziegelsteine in einer Mauer gesetzt werden. Das Fraunhofer ISE erklärte, dass dies zu höheren Modulwirkungsgraden und noch besserer Verschattungstoleranz führt. Nun machen sich die Freiburger Forscher daran, die Leistung der Technologie in verschiedenen Installationsszenarien zu bewerten.

Die jüngste Arbeit des Instituts, die in „Progress in Photovoltaics“ veröffentlicht wurde, zeigt, dass Matrix-Schindelmodule bei bestimmten Verschattungsbedingungen einen deutlichen Vorteil bieten. Die Forscher führten Laborexperimente für verschiedene Verschattungsszenarien durch, indem es die Module teilweise mit einer schwarzen Folie abdeckte und sie dann in einem Sonnensimulator testete.

Bei diagonaler Verschattung und bei zufälliger Verschattung zeigten die Matrix-Schindelmodule eine deutlich bessere Leistung. Bei diagonaler Verschattung verzeichnete die Gruppe einen Leistungszuwachs von bis zu 73,8 Prozent und bei zufälliger Verschattung sogar 96,5 Prozent mehr Leistung im Vergleich zu einem hochmodernen Schindelmodul, das mit dem Standard-Stringer-Verfahren hergestellt wurde.

Die Gruppe erklärte, dass ihr Ansatz es ermöglicht, dass mehr elektrischer Strom aus dem Modul fließt, ohne dass er durch verschattete Bereiche blockiert wird. „Dies wird dadurch erreicht, dass der Strom den verschatteten Bereich über die Busbar-Metallisierung quer zum normalen Stromfluss umgeht. Dies führt nicht nur zu einer höheren Ausgangsleistung, sondern auch zu deutlich weniger MPPs, bei denen die Rückwärtsspannung von Teilen des Moduls das Risiko des Auftretens von Hotspots erhöht.“

Während geschindelte Module dank der besseren Wärmeableitung durch die sich berührenden Zellen bereits dafür bekannt sind, dass sie weniger anfällig für Hotspots sind, stellte die Forschergruppe außerdem fest, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Teile des Moduls überbrückt werden, um 40 Prozent gesunken ist, was zu einer noch geringeren Wahrscheinlichkeit der Bildung von Hotspots führt.

Weitere Untersuchungen geplant

Die Wissenschaftler des Fraunhofer ISE weisen außerdem darauf hin, dass sie davon ausgehen, dass die erhöhte Stromausbeute die Energieausbeute von Modulen in Photovoltaik-Kraftwerken, die nicht mit Abschattungen zu kämpfen haben, verbessern wird, obwohl sie noch weitere Forschungen durchführen müssten, um dies nachzuweisen.

Das Fraunhofer ISE hat nach eigenen Angaben bereits eine Prototyp-Produktionslinie für „Matrix“-Schindelzellen in Freiburg in Betrieb genommen. Die Technologie sei als besonders interessant für gebäude- oder fahrzeugintegrierte Photovoltaik und andere Anwendungen ansieht, bei denen häufige Verschattungen unvermeidlich sind. „Enorme Potenziale für die solare Stromerzeugung treffen auf eine große Vielfalt an unregelmäßigen Verschattungsbedingungen, so dass die Verschattungstoleranz ein sehr wichtiger Aspekt ist“, heißt es abschließend. „Darüber hinaus erfüllen ‚Matrix‘-Module weitere Anforderungen wie ein hochästhetisches Erscheinungsbild, ohne dass es zu Leistungsverlusten kommt, beispielsweise durch Farbgebung oder Druckmuster auf der Vorderseite.“

Dieser Inhalt ist urheberrechtlich geschützt und darf nicht kopiert werden. Wenn Sie mit uns kooperieren und Inhalte von uns teilweise nutzen wollen, nehmen Sie bitte Kontakt auf: redaktion@pv-magazine.com.

Popular content

Anker Solix x1 Energy Storage Heimspeicher DC gekoppeltetr Batteriepseicher
Anker Solix steigt in den Markt stationärer Heimspeicher ein
12 Juli 2024 Mit dem Produkt "Anker Solix X1" zeigt Anker Solix ein Heimspeichersystem, das anders als die anderen Produkte des Herstellers keine portable Speicher...