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Forschung/Entwicklung

Schaffhausen, 18. Dezember 2012, Einen erfolgreichen Blowjob, in Photovoltaikfachkreisen auch "Blowing Sand Test" genannt, konnte nun der Solarmodulhersteller Suntech Power aus China verzeichnen. Das Unternehmen hat für den Blowjob die SGS beauftragt, die wiederum den Test auf Basis des Standards Standard DIN EN 60068-2-68 LC2 durchgeführt hat. Nachdem die SGS viel geblasen und geprüft hat steht nun fest, dass Suntechs Solarmodule für den Einsatz in Wüstenregionen geeignet sind.

Suntech Power

Dr. Stuart Wenham, Chief Technology Officer bei Suntech: "Da sich die Solarenergie weltweit sehr schnell verbreitet, ist es unerlässlich, Solarmodule zu entwickeln, die in verschiedenen Gelände- und Umweltbedingungen optimal funktionieren. Der bestandene Blowing Sand Test bestätigt unseren Kunden, dass Suntech Module für Wüstenregionen hervorragend geeignet sind und starken Sandstürmen sowie hohen Windgeschwindigkeiten standhalten können"

Dr. Daniel Deng ist Technical Manager bei SGS, konnte aus zeitlichen Gründen leider nicht mitblasen: "Die Qualität der Suntech Solarmodule und wie sie den Blowing Sand Test gemeistert haben, der die Bedingungen eines schweren Wüstensandsturms imitiert, hat uns sehr beeindruckt. Belastungstests sind unumgänglich, um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Solarmodulen unter realen Bedingungen zu testen."

So bläst man in der Solarbranche richtig

Um die Auswirkungen des sich in der Luft befindlichen Staubs und Sands auf Solarmodule zu ermitteln, simuliert der "Desert Dust Test" von SGS den Abnutzungseffekt von Sandpartikeln in einer Staubkammer. Druckluftströme werden durch ein Ventil am Boden einer Auffangwanne geblasen, wodurch der Staub sich auf und über den Solarmodulen verteilt. Die Solarmodule von Suntech bestanden den "Maximum Power Determination", den "Isolierungstest" und den "Wet leakage Test".

Quelle: Suntech Power International Ltd.

Köln, 12. September 2012, Der Einsatz von Elektronik in Solarmodulen nimmt stetig zu. Vor dem Hintergrund entwickelt TÜV Rheinland derzeit in unterschiedlichen Bereichen neue Prüfprogramme deren Ziel es ist, die sichere und verlässliche Funktion des PV-Moduls im Zusammenspiel mit der Elektronik sicherzustellen. Durch den umfangreichen Einsatzbereich der Elektronik in den Anschlussdosen, beispielsweise für das Monitoring, der allgemeinen Datenübermittlung, zum Diebstahlschutz, dem Feuerwehrschutz und jetzt auch bei eingebauten Micro-Invertern (in den Solarmodulen integrierte Wechselrichter), sind weitere Maßnahmen zur Qualitätsanforderungen notwendig.

Anforderungen speziell an Micro-Inverter sind anzupassen

Speziell Anforderungen an Micro-Inverter, die sich aus der europäischen EMV-Richtlinie und der Niederspannungsrichtlinie ergeben, sind teilweise anzupassen. Laut Volberg, verantwortlich für die Komponentenprüfung von Solarsystemen beim TÜV Rheinland, sind die belastenden Umweltbedingungen der größte Stressfaktor für die Elektronik am Solarmodul.

Guido Volberg vom TÜV Rheinland: „Der größte Stressfaktor für die Elektronik an einem PV-Modul sind die belastenden Umweltbedingungen, der die PV-Module und damit auch die elektronischen Systeme ausgesetzt sind. Auch wenn eine getrennte Zertifizierung von Modul und Komponenten erfolgt, ist speziell bei Micro-Invertern ergänzend eine gemeinsame Betrachtung im Zusammenspiel mit dem Modul sinnvoll, um Betriebssicherheit und Verlässlichkeit zu gewährleisten. Normalerweise ist die Anbringung eines Solar-Wechselrichters an einem kühleren Ort sinnvoll, weil er auch Eigenwärme entwickelt. Bei Micro-Invertern sind aber die in der Bauartzertifizierung von Modulen vorgeschriebenen Tests von Temperaturwechseln zwischen minus 40 und plus 85 Grad Celsius, kombiniert mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit von 85 Prozent unverzichtbar. Diese Tests stellen die größte Herausforderung bei den Umweltsimulationsprüfungen dar.“

Photovoltaik-Anschlussdosen müssen derzeit soweit möglich nach der DIN EN 50548 geprüft werden. Elektronische Schaltkreise in der Anschlussdose müssen auf Sicherheit, elektromagnetische Verträglichkeit und Effizienz überprüft werden. Beim Einsatz von Elektronik in Anschlussdosen sind zwar die zahlreichen Normen und Prüfvorgaben teilweise anwendbar, allerdings in der Regel entwickelt für andere Anwendungsgebiete als die Photovoltaik. Werden Mikro-Inverter verbaut, sind gegebenenfalls auch die Bedingungen für den Netzanschluss zu überprüfen. Die verschiedenen vorhandenen Standards wie die Sicherheitsnorm IEC 62109 für Photovoltaik-Wechselrichter sind in diesem Fall ebenfalls nicht vollständig anwendbar oder müssen entsprechend modifiziert werden. Nicht nur die Standards für Wechselrichter bedürfen jedoch einer Ergänzung. Auch die Module selbst müssen bei einer kombinierten Prüfung gegebenenfalls anders überprüft werden als ein Modul ohne Elektronik. Wechselseitige Einflüsse von Modul und Elektronik spielen bei der Definition von Prüfprogrammen eine wesentliche Rolle. Konkrete Anpassungen werden derzeit – unter Beteiligung von TÜV Rheinland – in den entsprechenden internationalen Normungsgremien diskutiert.

Für Anschlussdosen sind Testprogramme in der EN 50548 bereits beschrieben. Sie müssen die Mindestanforderungen gegen das Eindringen von Wasser und Staub nach dem Schutzgrad IP 55 erfüllen, mechanische Belastungstests durchlaufen ebenso wie Prüfungen zur Entflammbarkeit für Kunststoffe – unter Umständen 5VA nach IEC 60695. Hinzu kommen Prüfungen der Isolierungen und Dichtungen. Auch für Leitungen und Steckverbindungen sind Prüfprogramme definiert.

Für Micro-Inverter müssen Prüfprogramme die Kategorien Sicherheit sowie Leistung einschließlich elektromagnetischer Verträglichkeit und unter Umständen auch die Netzanbindung abdecken. Fehler in der Elektronik sind nicht nur leistungsmindernd oder führen zum Ausfall der Systeme. Sie können auch sicherheitsrelevant sein – bis hin zu Überhitzung und der Bildung von Lichtbögen. Deshalb werden Komponenten von Photovoltaik-Systemen – auch elektronische – derzeit von TÜV Rheinland gemeinsam mit Fraunhofer ISE und weiteren Partnern im Rahmen eines Forschungsprojektes zum vorbeugenden Brandschutz bei Photovoltaik-Anlagen bewertet, das teilweise vom deutschen Bundesumweltministerium gefördert wird. Auch hierbei wollen die Fachleute von TÜV Rheinland Prüf- und Sicherheitsanforderungen bestätigen oder neue ableiten.

Quelle: TÜV Rheinland

Reutlingen, 07. September 2012, Nach dem Wirkungsgrad-Durchbruch der Manz AG, weisen CIGS-Dünnschicht-Solarmodule nun einen annähernd gleichen Wirkungsgrad wie monokristalline Solarmodule auf. Manz ist es gelungen, auf der Produktionsanlage CIGSfab bei Dünnschicht-Solarmodulen einen Wirkungsgrad von 14,6 Prozent zu erreichen. Beide Solarmodularten stehen nun in unmittelbarer Konkurrenz, jedoch nicht bei den Produktionskosten, sondern lediglich beim Wirkungsgrad. Auf der integrierten Produktionsanlage CIGSfab können jetzt Solarmodule produziert werden, die in Zukunft Strom liefern, der je nach Standort nur zwischen 4 Eurocent (Spanien) und 8 Eurocent (Deutschland) pro Kilowattstunde kostet.

Manz AG

Technologischer Durchbruch

Das CIGS-Solarmodul von Manz wurde auf einer Massenproduktionsanlage hergestellt und stellt mit 14,6 Prozent Wirkungsgrad auf Gesamtmodulfläche und 15,9 Prozent auf Aperturfläche einen Weltrekord für Dünnschichtmodule dar. Der Modul-Wirkungsgradrekord des bisherigen Kostenführers für Dünnschichtmodule First Solar, sowie der Rekord auf Aperturfläche von MiaSolé, wurden somit eindrucksvoll überboten. Gleichzeitig ziehen Dünnschichtmodule im Wirkungsgrad nun mit multikristallinen Solarmodulen gleich. Ein technologischer Durchbruch in der Solarindustrie.

Dieter Manz, Gründer und CEO der Manz AG: „Unsere Technologie hat das Potential, die Wende für die Solarbranche einzuläuten. Zudem konnten wir damit den einzigen bisherigen Nachteil der Dünnschicht-Technologie, den geringeren Wirkungsgrad, wettmachen – denn bei den Produktionskosten ist Dünnschicht eh schon deutlich günstiger.“

Das Unternehmen hat mit der vollautomatisierten Fertigungslinie Manz CIGSfab die Investitionskosten für eine Produktionsanlage in den vergangenen zwei Jahren um rund 40 Prozent senken können. Möglich wurde das vor allem durch Neuentwicklungen im Bereich der Prozessanlagen, wie zum Beispiel des CIGS CO-Verdampfers, einer signifikaten Erhöhung der Durchsatzraten und der Standardisierung des eingesetzten Equipments. „Auf unseren Anlagen hergestellte Dünnschichtmodule sind überall auf der Welt wettbewerbsfähig“, so Dieter Manz, „Das Wachstum des Solarmarkts wird damit nicht mehr von nationalen Förderbedingungen abhängen.“

Die mit der CIGSfab möglichen Produktionskosten liegen auf einer Anlage mit 200 MW Jahreskapazität bei nur noch 0,55 US-Dollar/Wp. Bei Fabriken im Gigawattbereich fallen diese sogar auf unter 0,40 US-Dollar/Wp. Im Vergleich dazu liegen die Produktionskosten von kristallinen Solarzellen chinesischer Hersteller im Schnitt bei rund 1 US-Dollar/Wp. Diese Photovoltaik-Module werden größtenteils unter Herstellungskosten verkauft. Die CIGS-Technologie ist dabei noch längst nicht ausgereizt: Der exklusive Manz-Entwicklungspartner, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg in Stuttgart (ZSW), hat im Labor bereits 20,3 Prozent Wirkungsgrad erreicht. Die Rekordzelle von First Solar im Bereich CdTe kommt auf lediglich 17,3 Prozent.

Damit hat CIGS das größte Potential zur weiteren Wirkungsgradsteigerung und Kostensenkung aller Dünnschicht-Technologien. In einer ambitionierten Entwicklungs-Roadmap für die nächsten Jahre zeigt Manz potentiellen Kunden die weiteren Schritte zur Überführung des Weltrekords auf Basis der Laborzelle in die Produktionspraxis und zur weiteren massiven Senkung der Produktionskosten von CIGS Modulen.

Solarstrom rechnet sich auch ohne Subventionen

Die krisengebeutelte Solarindustrie kann auf bessere Zeiten hoffen. Durch den technologischen Durchbruch kostet die produzierte Kilowattstunde Strom in Zukunft nur noch 8 Eurocent und liegt damit auf ähnlichem Niveau wie bei fossilen Kraftwerken und deutlich unter den Kosten von Offshore-Wind. Unter Berücksichtigung von Abgaben und Steuern sowie stark steigenden Brennstoffkosten entscheidet der grüne Strom das Rennen klar für sich. Die neue Technologie könnte eine Wende für die Solarindustrie einläuten, da auf Grund des sehr hohen Automatisierungsgrades die Produktion von Dünnschicht-Solarmodulen auch am Standort Deutschland wirtschaftlich ist.

CIGS-Dünnschicht Solarmodule (englisch für Kupfer-Indium-Gallium-Selen) lassen sich wesentlich kostengünstiger produzieren als kristalline Siliziummodule. Denn die Halbleiterschicht, die das Sonnenlicht absorbiert, besteht zur Hälfte aus kostengünstigem Kupfer und ist weniger als zwei Mikrometer dick – ein Hundertstel einer kristallinen Zelle. Bei der Produktion von auf Glas basierten Dünnschichtmodulen entfällt zudem die aufwändige Herstellung von Siliziumwafern und die Verschaltung der einzelnen Zellen miteinander. Das komplette PV-Modul kann auf einer vollautomatisierten Produktionslinie hergestellt werden. In der Vergangenheit konnten Dünnschicht-Module jedoch nicht mit dem Wirkungsgrad kristalliner Siliziummodule mithalten – ein Nachteil, den Manz jetzt ausgleichen konnte. Mit dem Dünnschicht-Weltrekordmodul wurde erstmals der Wirkungsgrad von multikristallinen Siliziumsolarmodulen erreicht. CIGS gilt als die Solartechnologie mit dem größten Zukunftspotential zur weiteren Kostensenkung und Wirkungsgradsteigerung.

Möglich wurde die wirtschaftliche Produktion von Solarmodulen durch die schnelle Weiterentwicklung der Technologie auf der Manz-eigenen Innovationslinie in Schwäbisch Hall. Diese hat Manz zu Beginn des Jahres von Würth-Solar übernommen und ist damit in der Lage, unter Bedingungen der Massenproduktion neue Verfahren und Materialien zu testen und zu implementieren (Wir berichteten: Übernahmevertrag von Würth Solar und Manz AG unter Dach und Fach).

Quelle: Manz AG

Bad Staffelstein, 10. September 2012, IBC SOLAR B.V., ein Tochterunternehmen der IBC SOLAR AG aus den Niederlanden, sponsort das schwimmende Passivhaus AUT-ARK Home. Das Solarunternehmen unterstützte die Planung, technische Auslegung und Installation der auf dem Dach des Hausbootes befindlichen  Photovoltaikanlage. Über 24 Solarmodule des chinesischen Herstellers Yingli  mit einer Gesamtleistung von 6,36 kWp, ein Wechselrichter von SMA Solar sowie ein Energiespeichersystem kamen zum Einsatz.

IBC Solar AG - AUT-ARK Home

Dank innovativer Bauweise und Selbstversorgungskonzept ist das schwimmende Passivhaus zehnmal energiefreundlicher als eine herkömmliche Wohnung in vergleichbarer Größe. Das Haus wurde vom Architekt Pieter Kromwijk (Architectuur Coenegracht & Kromwijk, Maastricht) mit Fokus auf minimalen Energiebedarf entworfen und liegt zurzeit in Maastricht vor Anker.

Häusertyp wird in Serie gebaut
 
Peter Meijers, Geschäftsführer der IBC SOLAR B.V.: „Das AUT-ARK Home ist ein Musterbeispiel für den zukünftigen Wohnungsbau. Einmal an seinem Liegeplatz angekommen, benötigt das Passivhaus keinen Uferanschluss – Strom und Wasser werden vom Haus selbst produziert und aufbereitet. Das ist vor allem für Gebiete interessant, in denen auf wenig Wohnraum viele Flüsse und Seen kommen. Diese könnte man durch das Passivhaus als neuen, autarken Wohnraum erschließen.“

Peter Meijers war von der Idee des AUT-ARK Home sofort überzeugt und hat seine Beratungsleistung für die Konzeptionierung der Energieversorgung von der ersten Stunde an zur Verfügung gestellt. Das Projekt war in der Planungsphase sehr komplex. So wurden beispielsweise die Baupläne für das Passivhaus mehrmals geändert. IBC SOLAR B.V. hat das Energiekonzept für jeden Entwurf entsprechend angepasst. Der Kostenaufwand für die gesamte Planung sowie Auslegung der Solarstromanlage wurde von IBC SOLAR getragen.
 
Nach Abschluss der Planungsphase lieferte die IBC SOLAR B.V. für den Prototyp des AUT-ARK Home insgesamt 24 Photovoltaik-Module vom Typ Yingli Panda YL265 WP und einen Wechselrichter, Modell SMC6000A. Ein Solarspeichersystem bestehend aus 24 Batterien speichert den produzierten Solarstrom und sichert damit die Energieversorgung für insgesamt vier Tage. Die benötigte Netzspannung von 230 Volt wird mithilfe des bidirektionalen Inselwechselrichters Sunny Island 5048 erzeugt. Um die aktuelle Leistung der Photovoltaik-Anlage stets im Blick zu haben, können die Bewohner im Wohnzimmer das IBC SolGuard Monitoring System nutzen. Bei ungünstiger Wetterlage versorgt ein Biodiesel-Generator das Haus mit zusätzlichem Strom.
 
Die aus massivem Schaumpolystyrol gefertigte Außenhaut verleiht dem 130 Tonnen schweren, schwimmenden Haus zusätzlichen Auftrieb. Das benötigte Trink-, Spül- und Waschwasser wird mittels Osmose aus dem Liegewasser gewonnen. Das Abfallwasser wird in einem Kellertank geklärt und als 90 Prozent sauberes Wasser an das Oberflächenwasser zurückgeführt. Die diversen Wassertanks sorgen an Bord für zusätzliche Stabilität des Gefährts. Warmwasser wird mit sechs auf dem Dach installierten Wärmekollektoren produziert und beheizt den kompletten Wohnraum über die eingebaute Fußbodenheizung. Über dieses System wird in den Sommermonaten außerdem kaltes Wasser aus den Tanks zur Kühlung des AUT-ARK Home verwendet.
 
Die Bauzeit für den Prototyp betrug neun Monate. Das AUT-ARK Home liegt aktuell in Maastricht vor Anker und zieht durch sein unkonventionelles Baukonzept zu den Öffnungszeiten eine Vielzahl von interessierten Besuchern an. Aufgrund des regen Interesses wird das schwimmende Passivhaus bald in Serie gehen. Die Bauzeit beträgt dann nur noch vier Monate pro Haus.
 
Quelle: IBC SOLAR AG

 

Fast jeder Hersteller weiß, dass gewisse Merkmale und Signale bedient werden müssen, so dass ein Produkt zu einem Premiumprodukt wird. Das offensichtlichste Signal und Merkmal für ein Premiumprodukt ist die Farbe Schwarz. Die Typographie ist meist Gold, wird dünn, fein, zierlich und gerade gestaltet.

Premiumwechselrichter Quelle SMA Solar Technology AG - Bearbeitet von  PV MARKETING

Bild: So könnte ein Premiumwechselrichter aussehen (Quelle: SMA Solar Technology AG - Bearbeitet von  PV MARKETING)

In der Solarbranche gibt es streng genommen nur Premiumprodukte. Jeder Solarhersteller bezeichnet mindestens ein Produkt aus seinem Portfolio als eines aus der Premiumklasse. Die meisten Premiumprodukte dürfte es im Bereich Solarmodule geben, da Hersteller durch den Zusatz Premium versuchen, sich vom Wettbewerb abzugrenzen. Leider sind Premiummodelle bei Solarmodulen nicht von „gewöhnlichen“ Modellen zu unterscheiden. Solarmodule sind meistens blau oder schwarz, wobei letztere meistens als Produkte der Premiumklasse bezeichnet werden.

Aber wie sieht es denn im Bereich der Wechselrichter aus? Gibt es dort auch Premiumprodukte? Wechselrichter sind in allen Farben (rot, blau, gelb, weiß und grau) und Formen erhältlich und uns ist kaum ein Hersteller bekannt, der einen Premiumwechselrichter im Sortiment hat - höchsten seine Marke als Premiummarke bezeichnet. Haben es die vielen Wechselrichterhersteller vielleicht überhaupt nicht nötig, da sie sich eben durch die vielen Farben und Formen vom Wettbewerb abgrenzen können? Oder einfach nur, weil die meisten Wechselrichter im Keller oder Dachboden hängen und diese kaum jemand zu Gesicht bekommt? Reine Vermutung. Aber welche Farbe würde denn bei Wechselrichtern ein Premiumprodukt kennzeichnen? Definitiv schwarz.

Macht ein "Premiumwechselrichter" überhaupt Sinn und wo würde eigentlich ein Premiumwechselrichter montiert werden? Ein solcher Wechselrichter könnte an einem sichtbaren Bereich von überaus modernen und hochwertig ausgestatteten Häusern angebracht werden. Hier würden gelbe, blaue oder rote Wechselrichter unter Umständen nur fremd und störend wirken. Leider haben wir bei unseren Recherchen keinen gutaussehenden schwarzen Wechselrichter gefunden, der aus einer Premiumklasse stammt. Deswegen haben wir kurzerhand einen TRIPOWER 15000TL / 20000TL ECONOMIC EXCELLENCE der SMA Solar Technology AG von blau in schwarz umgefärbt und mit einem goldenen Logo versehen (siehe Bild oben). Ein Wechselrichter, der so zu einem luxuriösen Einrichtungsgegenstand wird.

Sollten Wechselrichterhersteller einen solchen "Premium-Wechselrichter" in das Produktportfolio aufnehmen um die Zielgruppe "Luxus" bedienen zu können? Sagen Sie Ihre Meinung! Schreiben Sie uns an info[at]photovoltaik-guide.de oder hinterlassen Sie einen Kommentar. Ihre Meinung würden wir gerne in der nächsten Ausgabe abdrucken. Denn nicht nur wir, sondern auch viele Wechselrichterhersteller dürften an Ihrer Meinung interessiert sein.

Diesen und viele weitere interessante Berichte über Marketing und Werbung finden Sie in der aktuellen und vierten Ausgabe von PV MARKETING.

Quelle: photovoltaik-guide.de - Michael Ziegler