Photovoltaik-Module: Potenzialinduzierte Degradation

Das Unternehmen Zhongli Talesun Solar teilt mit, dass es Photovoltaikmodule entwickelt hat, die keine Potenzialinduzierte Degradation (PID) aufweisen. Das Photovoltaik-Institut Berlin hat dies bei Tests einer Charge der so genannten „Zero PID Module“ bestätigt. Die Serienproduktion der neuen Module soll nach der Zertifizierung durch den TÜV Süd aufgenommen werden.

Potenzialinduzierte Degradation

Solarmodule unterliegen einem allmählichen Leistungsverlust, der als Degradation bezeichnet wird. Einer der Mechanismen, die diesen ständigen Leistungsverlust verursachen, ist die PID. Die PID kann in Extremfällen Leistungsverluste von bis zu 70 Prozent verursachen. Sie ist erst spät als Verlustmechanismus erkannt worden, die erste Veröffentlichung zu diesem Thema stammt aus dem Jahr 2010. Der Grund dafür, warum die PID lange unerkannt blieb, ist schnell erklärt. In Laborversuchen, die denen die Degradation von Modulen üblicherweise detailliert untersucht wird, tritt dieses Phänomen nicht auf. Ursache für die PID ist das negative elektrische Potenzial der Module gegenüber der Erde. Solange die Module isoliert in einem Messstand montiert sind, spielt ihr elektrisches Potenzial gegenüber der Erde keine Rolle. Im praktischen Einsatz sind die Module jedoch in Aluminiumrahmen gefasst. Der entscheidende Punkt ist der, dass diese Rahmen aus Sicherheitsgründen geerdet sein müssen. Aus dem negativen Potenzial gegenüber der Erde wird damit ein negatives Potenzial gegenüber dem Rahmen. Dies führt dazu, dass Elektronen sich aus den Modulen lösen und über den Rahmen abfließen. Das bewirkt eine positive Aufladung der Module, wodurch ein elektrisches Feld entsteht. Dieses Feld stört den empfindlichen Mechanismus der Stromerzeugung in Solarzellen, der durch ein elektrisches Feld innerhalb des verwendeten Halbleiters ermöglicht wird.

Welche Anlagen sind betroffen?

PID kann grundsätzlich alle Module auf Siliziumbasis betreffen, allerdings in deutlich unterschiedlichem Ausmaß. Neben der Art des verwendeten Siliziums spielen auch die Materialien eine wichtige Rolle, mit denen die Module in direktem Kontakt stehen. An erster Stelle ist hier die Laminierfolie zu nennen, aber auch die chemische Zusammensetzung der Antireflexbeschichtung spielt eine Rolle. Von allergrößter Bedeutung ist selbstverständlich, wie hoch die elektrische Spannung der Module gegenüber der Erde ist. Diese hängt von der Länge des Modulstrings ab, aber auch von der Art der Schaltung (seriell oder parallel).

Was kann man gegen PID tun?

Bei Anlagen mit einem galvanisch trennenden Wechselrichter ist eine recht einfache Abhilfe möglich, indem der Minuspol des Generators geerdet wird. Da dies meist ohnehin der Fall ist, erledigt sich das Problem quasi von selbst. Deutlich schwieriger ist die Situation bei den sehr verbreiteten trafolosen Wechselrichtern. Die Strategie besteht hier grundsätzlich darin, die oben beschriebene Aufladung der Module nach Sonnenuntergang wieder rückgängig zu machen, indem ein positives Potenzial angelegt wird. Dazu werden spezielle Geräte angeboten, vor deren Einsatz allerdings eine Freigabe des jeweiligen Modulherstellers eingeholt werden sollte.

Neuen Kommentar schreiben