Am Fraunhofer ISE wurde eine Software entwickelt, die die Leistungsverluste bei der Herstellung von Solarmodulen analysiert. Sie hilft den Ingenieuren in den Entwicklungsabteilungen der Modulhersteller, einfacher verschiedene Komponenten anzupassen und höhere Zelleffizienzen auf die Modulebene zu heben.
Forscher am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) haben eine Software entwickelt, die den Entwicklern von Solarmodulen die Anfertigung eines Prototypen ersparen soll. Denn mit der Software können die Ingenieure in den Entwicklungsabteilungen der Modulhersteller jeweils die Auswirkungen einer Materialveränderung auf die Moduleffizienz berechnen. Damit können sie die höheren Effizienzen auf Zellebene einfacher auf die Modulebene heben. Denn bisher sind bei der Überführung von Zelleffizienzen in die Module noch von hohen Verlusten geprägt.
Viele Parameter fließen in die Analyse ein
Dies liegt vor allem an den optischen Verlusten durch Reflexion auf dem Modulglas, an den elektrischen Verlusten aufgrund der steigenden Widerstände beim Verschalten der Zellen und an geometrischen Verlusten durch inaktive Bereiche. Die Software berechnet in kürzester Zeit diese Verluste durch die verschiedenen Einflussfaktoren bei der Modulherstellung und stellt sie detailliert dar. „Sie dient damit als Werkzeug bei der Analyse von Leistungspotenzialen und erlaubt es den Photovotaikherstellern, die Auswirkungen neuer Materialien oder Konzepte auf die Modulleistung zu ermitteln“, betonen die Freiburger Wissenschaftler. „Durch ihren Einsatz kann das Zusammenspiel von Komponenten und Prozessschritten so optimiert werden, dass unter den jeweiligen Rahmenbedingungen das Modul mit der bestmöglichen Leistung oder dem höchsten Wirkungsgrad entsteht.“
Komponenten leichter anpassen
Das Programm basiert auf detaillierten und flexiblen Modellen, die am Fraunhofer ISE schon seit 2008 entwickelt. So lassen sich mit der Software Solarzellen, Modulgläser oder Einkapselungsmaterialien leicht anpassen. Mit der Software kann der Entwickler dann die Auswirkungen dieser Anpassungen auf die Moduleffizienz beurteilen und neue Technologien bewerten. „Auf diese Weise lassen sich Potenziale für Verbesserungen leicht erkennen und nutzen“, betont Matthieu Ebert, Teamleiter „Moduleffizienz und neue Konzepte“ am Fraunhofer ISE. „Verändert man die Solarzellen, die Modulmaterialien, den Aufbau des Moduls, ändern sich die Cell-to-Module-Faktoren zum Teil erheblich. Eine Optimierung aller Faktoren kann bei gut abgestimmten Materialien und Modulkonzepten sogar zu einem Gewinn an Leistung gegenüber der Summe aller Zellleistungen führen“, stellt Ebert in Aussicht. (su)