Bewertung von Zellrissen in kristallinen Silizium-Photovoltaikmodulen mittels bildgebender Verfahren

Die Anzahl der installierten Photovoltaiksysteme ist in den letzten 10 bis 15 Jahren weltweit stark gestiegen. Doch mit zunehmender Betriebszeit unter harschen Umgebungsbedingungen zeigen sich vermehrt verschiedene Auffälligkeiten und Fehler in den Komponenten, die sich sowohl auf die Leistungsfähigkeit der Systeme als auch auf die elektrische Sicherheit und Lebensdauer auswirken können. Zellrisse und Mikrorisse (engl. Micro Cracks) in kristallinen Silizium-PV-Modulen gehören zu solchen Auffälligkeiten und können die Modulperformance beeinträchtigen. Die Zahl von Modulen mit bekannten Zellrissen ist nach der Einführung von Elektrolumineszenz-Messungen in Solarparks und aufgrund groß angelegter Messkampagnen explodiert, ohne dass jedoch die Bedeutung der Befunde systematisch aufgearbeitet wurde.

Trotz verschiedener Fehlerkataloge und Klassifizierungen gibt es bisher keine allgemein anerkannten, verbindlichen Bewertungsmaßstäbe oder eine Prognose, die die Auswirkung auf den Energieertrag eines Systems beschreibt. Der Befund „Zellriss“ führt daher regelmäßig zu Verunsicherungen und langwierigen juristischen Streitigkeiten. Dies schädigt derzeit überwiegend kleine und mittelständige Unternehmen, die allein in Deutschland weit mehr als 50 Mrd. Euro in Photovoltaiksysteme investiert haben. Gleichzeitig wird der PV-Anlagenmarkt sowohl in Deutschland als auch weltweit wachsen. Ein standardisiertes Verfahren und einheitliche Maßstäbe zur Bewertung von Zellrissen zu definieren, um die benötigte Rechtssicherheit herzustellen und kostspielige Streitfälle zu verhindern, ist deswegen im Interesse von Modulherstellern, Projektentwicklern, Investoren, Betreiben und Versicherungen. Das Förderprojekt PV-Riss widmet sich dieser Aufgaben, um die normative Lücke zu schließen.

Im Mittelpunkt der Projektarbeit steht die Schaffung einer international akzeptierten Klassifizierung und Bewertung von Zellrissen (IEC Technical Specification (TS), veröffentlicht unter der Kennung Electroluminescence (EL) of Photovoltaic Modules – Terms and Classification” VDE SPEC 90031). Dafür wird eine standardisierte Bewertungsgrundlage, inklusive einer statistischen Betrachtung von Modulauswahlverfahren, entwickelt, die speziell für deutsche Gutachter aufbereitet und ebenfalls als internationales Normdokument (IEC TS) initiiert werden soll. Schließlich werden die Ergebnisse in einen Normantrag (IEC New Work Item Proposal) überführt. Garantiefälle und potentielle Sicherheitsrisiken können damit besser beurteilt und Rechtssicherheit für alle Parteien gewährleistet werden. 

Die im Rahmen des Projekts PV-Riss durchgeführten Untersuchungen dienen dem Ziel, eine wissenschaftliche Grundlage für die Schadensprognose aktueller Zell- und Modultechnologien zu entwickeln.