Artikel vom 11.06.2012, Druckdatum 20.08.2019

Fraunhofer CSP: Ergebnisse zur potenzialinduzierten Degradation (PID) von Photovoltaik-Modulen

In den letzten beiden Jahren sind vermehrt Degradationen von Photovoltaik Modulen in Installationen mit hoher negativer Systemspannung gegenüber Erde, die bei trafolosen Wechselrichtern entstehen, aufgetreten. Das Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP führte mit handelsüblichen Solarstrommodulen einen beschleunigten Hochspannungsbelastungstest zur Prüfung auf PID-Empfindlichkeit durch. Nur knapp ein Drittel der Module haben den Test bestanden und zeigten nach dem Test eine Leistung größer als 98 Prozent der Ausgangsleistung.

Die Degradationen von Photovoltaik Modulen in Installationen mit hoher negativer Systemspannung gegenüber Erde, die bei trafolosen Wechselrichtern entstehen, wird als potenzialinduzierte Degradation (PID) bezeichnet. Die beobachtete Leistungsdegradation kann dabei mehr als 30 Prozent betragen.

In dem Fraunhofer-Schnelltest wurde die Temperatur (+ 50°C) und die relative Luftfeuchte (50 Prozent) erhöht, so dass sich die Testdauer auf 48 Stunden verkürzte. Dabei werden die PV-Module mit Aluminiumfolie über die komplette Fläche auf 1.000 Volt unter Spannung gesetzt. Den negativen Pol bildeten die Solarzellen  

Die Leistung der untersuchten Photovoltaik Module wurde vor und nach dem Test mit einem Flasher unter Standardbedingungen bestimmt. Untersucht wurden dreizehn aktuelle mono- und multikristalline Photovoltaik Module verschiedener Hersteller hauptsächlich aus Europa und Asien mit jeweils sechzig 6-Zoll-Zellen. Die untenstehende Aufzählung führt alle untersuchten Module alphabetisch auf. In der Grafik sind die relativen Restleistungswerte der Module anonym dargestellt. 

Nur knapp ein Drittel der Module haben den Test bestanden und zeigten nach dem Test eine Leistung größer als 98 Prozent der Ausgangsleistung. 

Prof. Jörg Bagdahn, der Leiter des Fraunhofer CSP, erklärt: „Wir waren überrascht, dass eine hohe Anzahl von kommerziellen Modulen eine so starke Degradation aufwiesen. Einige Hersteller haben zur Vermeidung der Degradation eine stabile Lösung gefunden, wogegen die Degradation bei einer Vielzahl von Modulen eklatant ist. Wir haben allen Firmen die Daten zur weiteren Diskussion zur Verfügung gestellt.“

Dr. Matthias Ebert, Leiter der Gruppe Modulzuverlässigkeit am Fraunhofer CSP, ergänzt: „Die von uns gewählten beschleunigten Prüfbedingungen wie Temperatur, Feuchtegehalt und Dauer liegen noch unterhalb der derzeitig diskutierten PID-Prüfnormen der International Electrotechnical Commission (IEC). Es ist sehr wichtig, schnellstmöglich eine Prüfnorm einzuführen, um Langzeitausfälle, die mit nicht PID resistent Modulen auftreten können, zu vermeiden. In aktuellen Forschungsvorhaben am Fraunhofer CSP beschäftigen wir uns mit der Entwicklung von Lösungen zur Vermeidung dieses Degradationseffektes.“ 

Eine detaillierte technische Beschreibung des Testes steht auf der Intersolar am Messestand A 6.170 des Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP zur Verfügung. 

Module von folgenden Unternehmen wurden untersucht (alphabetische Reihenfolge): Canadian Solar Inc., Kyocera Solar, LG Electronics, LUXOR Solar GmbH, Q-Cells SE, REC Solar, SCHOTT Solar AG, S-Energy, Sharp Solar, Solarwatt AG, Suntech Power, Trinasolar, Yingli Green Energy Holding Co., Ltd.

Quelle: Fraunhofer-Center für Silizium Photovoltaik CSP
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