Wir sprachen mit dem Hersteller des mobilen Testlabors über verschiedene Methoden zum Aufspüren von Modulschäden.
Wie viele Ihrer mobilen PV-Labore sind zurzeit wo im Einsatz?
Lohse: Wir haben bisher 14 der mobilen PV-Testcenter gebaut und ausgeliefert, davon elf in Deutschland und je eines in Dänemark, Griechenland und Japan.
Was sind die häufigsten Fehler, die die Prüfer feststellen?
Lohse: Das sind Zellrisse und Zellbrüche in den Modulen. Aber auch Minderleistung durch beschleunigte Alterung finden wir bei laufenden Anlagen immer wieder.
Sind die drei Prüfverfahren Kennlinienmessung, Thermographie und Elektrolumineszenz (EL) geeignet, um allen Defekten der Solarmodule auf die Schliche zu kommen?
Lohse: Die Leistungs- bzw. Kennlinienmessung und die Thermographie zeigen den aktuellen Zustand eines Moduls an, allerdings nur bei der Temperatur, den das Modul zum Zeitpunkt der Messung hatte. Hier erhält man also eine Aussage zum Istzustand. Mit der EL-Aufnahme kann man hingegen Mängel finden, die erst in der Zukunft zu Minderleistung führen können. Daher ist die Kombination dieser Untersuchungsmethoden schon recht umfassend.
Allerdings gibt es auch Mängel wie z. B. eine ungenügende Vernetzung, also eine mangelhafte Lamination (Einbettung) der Zellen mit dem Glas und der Rückseitenfolie. Diese Fehler lassen sich nur im Labor unter Zerstörung des Moduls aufdecken. Laminationsfehler können zu einer erhöhten Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Belastungen wie Sturm oder Schnee führen. Weiterhin kann auch das Eindringen von Feuchtigkeit die Folge sein, wodurch die Module sehr schnell altern. Die höhere Empfindlichkeit gegen mechanische Belastungen sehen wir oft schon anhand einer hohen Zahl an Zellrissen und Brüchen bei Untersuchungen auf der Baustelle vor dem Einbau. Das langsame Eindringen von Feuchtigkeit in die Module wird man leider nur in den Auswirkungen mit der Kombination aus Leistungsmessung und Elek-trolumineszenz nach einigen Jahren erkennen können.
Woran kann der Anlagenbetreiber erkennen, dass seine Anlage nicht richtig läuft und er sie genauer untersuchen lassen sollte?
Lohse: Hierzu reicht es aus, die Ertragswerte mit anderen Anlagen in der Region zu vergleichen. Eine EL-Untersuchung ist immer dann notwendig, wenn es erhebliche Verdachtsmomente auf starke mechanische Belastungen gibt. Wenn zum Beispiel Hagelkörner das Glas einiger Module zerbrochen haben, empfiehlt es sich, die anderen nicht im Glas gebrochenen auf Zellbrüche zu untersuchen. Nur so können Spätfolgen, die dem Hagelschaden zuzuordnen wären, ausgeschlossen werden. Wichtig: Die meisten Monteure und selbst erfahrene Anwender denken immer noch, das Glas am Modul sei das empfindlichste Bauteil. Dem ist nicht so! Die Silizium-Zellen brechen schon deutlich früher als das Glas. Ein Kratzer über die Rückseitenfolie, der keinen sichtbaren Schaden anrichtet, kann die Zellen schon nachhaltig schädigen.
Gibt es Unterschiede in der Art der Risse, die sich bei der EL-Untersuchung zeigen?
Lohse: Auf jeden Fall. Ein Mikroriss durch eine Solarzelle trennt zwar schon Siliziumbereiche voneinander ab, diese sind jedoch weiterhin über die Kontaktfinger mit den Busbars leitend verbunden und bleiben somit elektrisch aktiv. Mikrorisse können aber zu Brüchen werden, indem z. B. bei thermischer Ausdehnung der Riss größer wird und dadurch die Kontaktfinger voneinander elektrisch getrennt werden. Das Abreißen der Kontaktfinger und somit die Unterbrechung der Verbindung zu den Busbars führt zu elektrisch inaktiven Zellbereichen. Der Abriss muss nicht sofort vollständig sein, er kann zunächst mit erhöhten Übergangswiderständen beginnen. Die elektrische Verbindung kann auch nur temporär unterbrochen sein, je nach Temperatur oder mechanischen Einflüssen. Besonders kritisch sind Trümmer- oder Fächerbrüche oder Risse oder Brüche parallel zu den Busbars, die ganze Zellbereiche von der Stromversorgung abschneiden.
Ab welchen Schäden ist ein Austausch der Module anzuraten?
Lohse: Wenn mehr als 10 % der Fläche kritische Brüche zeigt oder mehr als 30 % der Zellen Schäden aufweisen. Wir haben dazu ein umfangreiches Dokument auf unserer Internetseite veröffentlicht.
Inwieweit helfen die Dokumente (Prüfbericht EL-Messung usw.) bei der Schadensregulierung?
Lohse: Die Elektrolumineszenzaufnahme ist die Basis für ein Sachverständigen-Gutachten. Viele unserer Partner sind vom TÜV zertifizierte PV-Gutachter. Oft nutzen aber auch die Versicherungen gute EL-Aufnahmen, um zweifelsfrei die Schadens- ursache festzustellen.
