Die DLG testet seit rund vier Jahren Solarstrommodule auf ihre Ammoniak-Beständigkeit. Wir haben mit dem zuständigen Prüfingenieur, Sander Schwick, über die Ergebnisse gesprochen.
Viele Institute testen heute schon Solarmodule. Warum haben Sie dennoch Ihren eigenen Test entwickelt.
Schwick: Bereits im Jahr 2006 haben uns Landwirte von verschiedenen Problemen mit ihren Photovoltaik-Anlagen berichtet und um Rat gefragt. Der Verdacht lag nahe, dass dies womöglich an den besonderen Belastungen auf landwirtschaftlichen Dächern liegt. Zum Beispiel auf Industrie-dächern oder Einfamilienhäusern traten diese Probleme nicht in dieser Häufigkeit auf.
Hinzu kommt: In den bis dahin bekannten Prüfungen anderer Institute wurde der Einsatz der Module gerade in der Landwirtschaft nicht näher beleuchtet. Da lag es nahe, im DLG-Testzentrum in Groß-Umstadt einen eigenen Test zu entwickeln – den sogenannten „DLG-FokusTest Ammoniakbeständigkeit“.
Was genau untersuchen Sie?
Schwick: Im Fokus haben wir vor allem die Ammoniak-Belastung von Modulen auf Ställen. Gemeinsam mit der Schott Solar AG, dem damals führenden deutschen Hersteller von Solarmodulen, haben wir das Ein- und Durchdringen des aggressiven Gases sowie dessen Wirkung auf Solarstrommodule erforscht. Ziel war es, die Klimabelastungen, denen ein PV-Modul über 20 Jahre hinweg auf einem landwirtschaftlichen Tierhaltungsbetrieb ausgesetzt ist, in einer Klimakammer in kürzerer Zeit zu simulieren.
Wie genau laufen die Untersuchungen ab?
Schwick: Die Module werden entsprechend unseres patentierten Verfahrens in einer Klimakammer 1 500 Stunden lang bei 70-prozentiger Luftfeuchte (relativ) und einer Temperatur von 70 °C einer Ammoniakkonzentration von 750 ppm ausgesetzt. Diese Bedingungen spiegeln in etwa die Belastungen der Module über einen Zeitraum von 20 Jahren in der Praxis wider.
Wie lässt sich die Ammoniakbeständigkeit eines Modules bewerten?
Schwick: Zur Bewertung sind die Leistung der Module vor und nach der Klimabelastung sowie eine visuelle Prüfung maßgeblich. Die Leistung eines Moduls muss nach der Ammoniakbelastung noch mindestens 95 % der Leistung im Ausgangszustand besitzen und bei der visuellen Prüfung dürfen keine bedeutenden Auffälligkeiten festgestellt werden. Zusätzlich bestimmen wir vor und nach der Klimabelastung den Isolationswiderstand im trockenen und feuchten Zustand. Dieser darf sich nur geringfügig verschlechtern und muss die Anforderungen der Sicherheitsnormen selbstverständlich weiterhin einhalten.
Seit rund vier Jahren testen Sie nun bereits Module. Wie gut bzw. schlecht sind denn die Ergebnisse?
Schwick: Seit 2009 können alle Hersteller ihre PV-Module auf Ammoniakbeständigkeit prüfen lassen. Bis heute haben insgesamt 39 Module die Bedingungen des DLG-FokusTests in den Klimakammern des DLG-Test-zentrums überstanden. Die Module kamen aus allen Teilen der Welt – unter anderem aus China, Deutschland, Japan und Korea. Die Erfahrungen zeigen, dass die meisten Module, die den Test bestehen, lediglich einen Leistungsverlust von etwa 1 % aufweisen. Module, die nicht bestanden haben, scheiterten weitestgehend an einem zu großen Leistungsverlust und/oder an deutlichen visuellen Beschädigungen wie z. B. Delamination und Kunststoffversagen. Diese Ergebnisse lassen eine klare Trennung zwischen guter und schlechter Ammoniakbeständigkeit zu.
Wie hoch ist die Ausfallrate?
Schwick: Die Ausfallrate ist über die vier Testjahre kontinuierlich gesunken und liegt zurzeit bei etwa 10 %, das heißt, insgesamt liefern die Hersteller gute, für die Landwirtschaft geeignete Qualität. 10 % Ausfallrate bedeutet aber auch, dass Landwirte und Projektierer bei der Auswahl der PV-Module genau hinschauen sollten. Denn die Hauptrendite einer Solarstromanlage wird zum Ende der Laufzeit erwirtschaftet – wenn die Module dann noch leistungsfähig sind.
Seit 2011 überprüfen Sie auch andere Komponenten der Module. Welche genau?
Schwick: Bisher haben fünf Steckverbinder und drei Anschlussdosen den FokusTest „Ammoniakbeständigkeit“ bestanden. Die Klimabedingungen sind hierbei die gleichen wie bei der Prüfung von Modulen. Im Fokus der Komponentenprüfung stehen die visuellen Prüfung und die Spannungsfestigkeit nach der Ammoniakbelastung. Bei Steckverbindern wird zusätzlich der Übergangswiderstand zwischen den Kontaktteilen bewertet. Auch dieser darf sich infolge der Prüfung nur unwesentlich verändern und muss weiterhin den Sicherheitsbestimmungen entsprechen.
Wie gut oder schlecht sind Ihrer Erfahrung nach hier die Produkte?
Schwick: Bei den Komponenten gibt es sehr große Unterschiede, sodass hier sehr gute bis weniger gute Komponenten geprüft wurden. Eine allgemeine Aussage zur Qualität lässt sich hier im Moment noch nicht treffen. Aber auch hier gilt die Empfehlung, geprüfte Produkte zu verwenden. Gleiches aber auch für andere, der Stallluft ausgesetzte Produkte wie Sandwich-Deckenplatten oder Heizkörperhalterungen, die wir kürzlich auf Ammoniakbeständigkeit getestet haben. Landwirte können ein Lied davon singen, wie schnell sich manche Bauteile förmlich auflösen.
Die Solarbranche arbeitet derzeit an einem Entwurf für die Ammoniakprüfung von PV-Modulen. Was halten Sie davon?
Schwick: Der Normentwurf basiert auf einer Materialprüfungsnorm. Nach Einschätzung der DLG ist sie kaum geeignet, 20 Jahre Einsatz eines PV-Moduls auf einem landwirtschaftlichen Betrieb zu simulieren. Sie bietet lediglich eine Art Abschätzung über die Ammoniakbeständigkeit, für unseren DLG-FokusTest höchstens eine Eingangsprüfung. Die DLG distanziert sich deshalb klar vom aktuellen Vorschlag.
