Wie man die Qualität von Solarmodulen bestimmt

Die Eigenschaften der für die Herstellung von Solarmodulen verwendeten Materialien bestimmen in hohem Maße deren Funktionalität, Haltbarkeit und die Einhaltung der vom Hersteller angegebenen Eigenschaften. Die Qualität von Solarmodulen, die aus recycelten oder minderwertigen Rohstoffen hergestellt werden, lässt viel zu wünschen übrig. Der niedrige Anschaffungspreis solcher Anlagen rentiert sich aufgrund der unzureichenden Leistung und der kurzen Lebensdauer nicht.

Wie kann ich das Qualitätsniveau meiner Solarmodule bestimmen?

Die Parameter zur Bestimmung der Qualität von Solarmodulen sind leicht zu ermitteln.

Spannungs-Ampere-Kennlinie Deckungsfaktor (VAC)

Der Füllfaktor ist der Hauptindikator für die Produktqualität und wird als das Ergebnis des Verhältnisses zwischen der tatsächlichen Leistung der Platte und der hypothetischen Leistung definiert. Je höher er ist, desto geringer ist der durch den Innenwiderstand des Materials bedingte Leistungsverlust.

Bewertung des Aussehens des Solarmoduls

Das Aussehen der Solarmodule gibt auch einen Hinweis auf ihre Qualität und Leistung. Ideal ist es, einheitliche Solarzellen ohne sichtbare Mängel wie Chips, Risse oder Kratzer zu verwenden. Diese sind die Ursache für Verluste bei der Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie.

Beschädigungen verkürzen die Lebensdauer eines Solarmoduls, da die harte UV-Strahlung seine Mikrostruktur schneller zerstört. Auch die Anzahl und Form der Elemente in einem Modul kann Aufschluss über seine Leistung geben.

Bewertung des Aussehens des Solarmoduls
  • Systeme mit einer Leistung von 90 W oder mehr, die für den Betrieb mit einer Basisspannung von 12 V ausgelegt sind, müssen aus 36 identischen Modulen mit einer Größe von mindestens 12,5 x 12,5 cm bestehen. Die Verwendung einer größeren Anzahl unterschiedlich geformter Teile als ein Quadrat deutet in der Regel darauf hin, dass für die Herstellung der Batterie Solarzellenreste verwendet wurden.
  • Systeme, die durch 24 V gekennzeichnet sind, stellen eine Ausnahme dar, da sie 12,5 x 12,5 cm große Elementhälften in ihrem Aufbau haben müssen.
  • Systeme mit einer Leistung zwischen 140 und 170 W und einer Nennspannung von 12 V sollten aus 36 Zellen von 15,6 x 15,6 cm bestehen.

Die Anzahl der Solarzellen in einer Konstruktion, die über die empfohlene Anzahl hinausgeht, bedeutet einen hohen Lötaufwand, der das Risiko eines Kurzschlusses erhöht. Systeme, die aus minderwertigen Komponenten hergestellt werden, sind bereits von schlechter Qualität und verlieren in Kombination mit dieser Montagefunktion erheblich an Zuverlässigkeit.

Qualitätskategorien für Solarmodulkomponenten

Die Module zur Umwandlung der bei Tageslicht einfallenden Sonnenenergie sind komplexe Konstruktionen, bei denen jedes Detail für einen effizienten Betrieb zählt.

Klassifizierung von Solarzellen

Um die Qualität von Solarzellen zu beurteilen, ist es hilfreich, die Qualität der Solarzellen zu kennen, aus denen sie hergestellt werden. Ihre Mikrostruktur bestimmt ihre Lebensdauer und beeinflusst ihren Wirkungsgrad.

Klassen A, B, C, D

Klassifizierung von Solarzellen
  • Zellen der Güteklasse A weisen die besten Qualitätsmerkmale auf: keine Chips, Kratzer oder Risse. Die glatte Oberfläche und die Homogenität der kristallinen Schicht und der Farbe sorgen für eine geringe Degradationsrate und einen hohen CVC-Füllfaktor von über 0,7. Modelle dieses Typs zeichnen sich in der Regel durch eine höhere als die angegebene Nennleistung und einen geringeren Temperaturkoeffizienten aus.
  • Solarzellen der Güteklasse B haben einen BAC-Füllfaktor von 0,4 bis 0,7, was auf das Vorhandensein von sichtbaren Oberflächenfehlern zurückzuführen ist. Strukturelle Unregelmäßigkeiten sind auch für die beschleunigte Alterung dieser Art von Rohmaterial verantwortlich. In einigen Fällen kann es immer noch eine vergleichbare Leistung wie die vorherige Kategorie erzielen und wird daher häufig für die Herstellung von Solarzellen verwendet.
  • Solarzellen der Güteklasse C weisen schwere Struktur- und Oberflächenfehler auf: Risse, Absplitterungen, Verlust von Strukturteilen. Sie werden zu einem niedrigen Preis verkauft und erlauben nicht die Herstellung von Solaranlagen mit hohem Wirkungsgrad, da ihr Wirkungsgrad 15 % nicht übersteigt. In der professionellen Produktion dürfen sie nur für die Herstellung von Systemen mit niedrigen Spannungen zum Laden von Batterien von 12 V bis 48 V verwendet werden.
  • Zur Kategorie D gehören Abfälle aus der Produktion von Solarzellen. Offiziell gelten sie als ungeeignet für die Herstellung von Solarzellen und müssen eingeschmolzen werden. In der Praxis werden sie jedoch in großem Umfang von skrupellosen Herstellern verwendet, die ganze Teile von Produkten herausschneiden und für die Herstellung von Geräten mit geringem Stromverbrauch verwenden.

Solarzellen der Klassen C und D sind relativ groß und schwer und haben einen geringen Wirkungsgrad von weniger als 14 %. Sie sind besonders gefährlich in Systemen mit in Reihe geschalteten Komponenten und hohen DC-Seitenspannungen der Module (100 V und mehr).

Die Mikrorisse in diesen Kategorien können dazu führen, dass ein Modul einen “Hot Spot” bekommt und vollständig ausfällt. Die Temperatur in dem beschädigten Bereich kann in sehr kurzer Zeit (nur 60 Sekunden) auf 300 °C oder mehr ansteigen.

Die einzelnen Hersteller von Solaranlagen können ihre eigenen Varianten für die Einteilung der Zellen in Gruppen je nach ihrer Qualität verwenden. Suntech zum Beispiel verwendet ein System, das aus Perfect Grade, A Grade und B Grade besteht. Diese Kategorien entsprechen den Anforderungen, die für die ersten drei Positionen der herkömmlichen Klassifizierung beschrieben sind.

Viele Fabriken in China konzentrieren sich darauf, die Waren in nur zwei Qualitätsgruppen einzuteilen, nämlich A- und B-Qualität, so dass die zweite Kategorie nicht nur Solarzellen mit erheblichen Oberflächen- und Strukturfehlern umfasst, sondern sogar Abfall, der entsorgt werden muss.

EVA-Laminierfolie

Die EVA-Laminierfolie wird auf der Vorder- und Rückseite des Solarmoduls angebracht und soll die vollständige Abdichtung des Geräts gewährleisten, ohne das Sonnenlicht zu behindern. Ihre Eigenschaften bestimmen direkt die Langlebigkeit des Geräts:

  • billige Sorten haben eine Lebensdauer von 5-10 Jahren;
  • Qualitätsprodukte halten 25 Jahre und länger ohne Beanstandung.

Nach der angegebenen Betriebszeit zerfällt das Material aufgrund von Witterungseinflüssen und UV-Strahlung. Dies äußert sich in Form von Delamination, Eintrübung und Vergilbung. Diese Störungen führen zu einem Verlust der Dichtigkeit und zu einer allgemeinen Verringerung der Leistungsfähigkeit des Moduls.

Ein allmählicher Leistungsabfall kann bis zum Totalausfall des Geräts führen. Man kann eine schlechte Folie nicht anhand ihres Aussehens von einer guten unterscheiden, daher ist es wichtig, auf die Kosten des fertigen Moduls zu achten. Ungewöhnlich niedrige Preise sind oft auf die Verwendung instabiler und kurzlebiger EVA-Folien zurückzuführen.

Rückseitenfolie (PET) PET-Rückseitenfolie

Fotozellen auf der Basis von amorphem Silizium

PET, das in der Regel weiß oder schwarz ist, wird zum Schutz der Unterseite der Solarmodule und zu deren Versiegelung verwendet. Es handelt sich um ein thermoplastisches Polymer, das in der Industrie wegen seiner Transparenz, Haltbarkeit, chemischen Beständigkeit und Plastizität sehr geschätzt wird.

Qualitativ hochwertiges Material behält seine Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich (-40°C bis +75°C). Je nach Dicke der verwendeten Isolierschicht bietet Polyethylenterephthalat die höchste Bemessungsspannung (600 oder 1000 V). Die technische Beschreibung muss die erforderlichen Angaben über die verwendete PET-Folie enthalten.

Je billiger das Material ist, desto kürzer ist die Nutzungsdauer. Das Ende der Lebensdauer ist durch das unvermeidliche Abblättern, Reißen der Folie und Vergilben gekennzeichnet. Eine Beschädigung des PET führt dazu, dass das Solarmodul nicht mehr dicht ist und die Module ihre Funktion vollständig verlieren.

Bewertung der Ebene des Erzeugers

Die Glaubwürdigkeit eines Produkts wird auch weitgehend durch den Ruf des Herstellers bestimmt.

  1. Die größten Fabriken mit umfassender Erfahrung auf dem Solarmarkt verfügen in der Regel über eine Jahreskapazität von mindestens 1 GW und eine eigene Produktion von Komponenten. Fabriken dieser Art unterstützen die wissenschaftliche Forschung und setzen weitgehend automatisierte Systeme ein.
  2. Die mittlere Kategorie wird von Herstellern repräsentiert, die selbst Solarzellen produzieren, aber nicht in ausreichendem Maße auf innovative Robotertechnologie zurückgreifen. Zu den Herstellern dieser Gruppe in Russland gehört das Werk Hevel, das jedoch keine Komponenten auf dem heimischen Markt verkauft.
  3. Die kleinen Montagebetriebe bilden das Hauptsegment des Marktes. Sie tätigen keine Investitionen und stellen Solarmodule aus extern gekauften Standardkomponenten her.

Die Qualität der in Russland hergestellten Solarmodule hängt also ausschließlich von der Integrität der Hersteller und ihrer sorgfältigen Auswahl der Zulieferer von Komponenten und Teilen ab. Diese müssen vor der Montage einer strengen Prüfung und Auswahl unterzogen werden.

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