Neues Modul ganz oben

Tests trennen die Spreu vom Weizen – das lässt sich besonders gut an den beiden Modulen erkennen, die im September PV+Test durchlaufen haben. Das eine ist das Solon Blue 230/07. Es hat so viele Punkte bekommen, dass es ab jetzt an der Spitze der PV+Test-Bestenliste steht und mit „sehr gut“ bewertet wurde. Das andere landete mit der Note befriedigend im Mittelfeld. Der Hersteller lehnte eine Veröffentlichung der Ergebnisse ab, so dass das Modul anonym bleiben muss.

In die PV+Test-Note gehen mehr als 25 Größen ein, die die Prüfingenieure des TÜV Rheinland an den Modulen nachmessen. Der Blick auf die Detailergebnisse auf Seite 116 und 117 verrät, wo die Stärken und Schwächen der Produkte liegen.

Damit eine Solaranlage einhält, was die Planung verspricht, muss ein Modul die Leistung bringen, die auf dem Datenblatt angegeben ist. Um dies zu prüfen, messen die PV+Test-Experten die Leistung von allen fünf Modulen, die von dem zu testenden Typ anonym eingekauft wurden. Bei den beiden jetzt getesteten Modulen lagen alle Werte im Rahmen der angegebenen Leistungstoleranzen. Die Module erfüllen also dieSpezifikationen. Das ist allerdings nur einer der wichtigen Punkte. Ein anderer ist die Abweichung der Werte vom Nennwert. Beim Modul von Solon liegt der Mittelwert 1,7 Watt darüber und alle fünf Prüfmuster innerhalb eines Fensters von 1,03 Watt. Darin zeigt sich der Vorteil der Plussortierung – der Betreiber erhält mit diesen Modulen mindestens die Nennleistung oder nur geringfügig weniger, wenn man die Messunsicherheit von plus/minus zwei Prozent einrechnet. Beim befriedigend getesteten Modul, das mit einer Toleranz von plus/minus drei Prozent geliefert wird, liegt derMittelwert der Leistung 0,9 Prozent unter dem Nennwert. Die Varianz der Module untereinander ist hier allerdings etwas größer: Das schwächste und das stärkste Modul liegen 2,2 Watt auseinander. Auffällig ist, dass die Leistung aller fünf gemessenen Module unterhalb der Nennleistung bleibt. Diese Unterschiede bei der Leistungsmessung reichen aber nicht aus, um den Abstand der Module in der Gesamtwertung zu begründen.

Unterschiede sichtbar

Dass das befriedigend getestete Modul im Vergleich zum Modul von Solon deutlich schlechter abschneidet, liegt unter anderem an der Alterungsbeständigkeit. Eine hohe Anfangsleistung nutzt wenig, wenn die Module nicht lange halten. Daher umfasst PV+Test, übrigens als einziges unabhängiges Prüfprogramm, das regelmäßig stattfindet, Anforderungen, die über die Norm IEC 61215 hinausgehen. Dazu zählen beispielsweise Klimakammertests und mechanische Belastungstests. Zu den Klimakammertests gehören ein Temperaturwechseltest und zwei Feuchte-Wärme-Tests. Der erste Feuchte-Wärme-Test wird nach den Vorgaben über 1.000 Stunden durchgeführt, ein zweiter im Anschluss über weitere 500 Stunden. Bei diesen Tests degradierten die Leistungen beider Modultypen nur sehr wenig, so dass sie beide in diesen Kategorien fast die volle Punktzahl bekamen.

Die Unterschiede zeigten sich visuell und als Folge hiervon auch in den Messungen des Isolationswiderstandes. Beim Modul von Solon gibt es in dieser Hinsicht nichts auszusetzen – es erreichte auch in diesen Kategorien fast die volle Punktzahl. Eines der Prüfmuster des mit befriedigend bewerteten Moduls hat allerdings im Feuchte-Wärme-Test mehrere deutliche Blasen von fünf bis zehn Zentimetern Durchmesser ausgebildet, die sowohl auf der Rückseite als auch auf der Vorderseite des Moduls als Delaminationen des Einbettungsmaterials (EVA) sichtbar waren. Da das Modul hier die Kritierien der IEC-Normen 61215/61730 nicht erfüllt, ergibt dies null Punkte für die visuelle Inspektion und eine Abwertung in der Gesamtwertung von fünf Punkten. Das ist keine Lappalie: „Erreichen die Blasen den Rand des Moduls, kann es passieren, dass Feuchtigkeit eindringt und Kriechströme fließen“, erklärt Andreas Cox vom TÜV Rheinland. „Das ist erstens ein Sicherheitsproblem. Zweitens kann das dazu führen, dass die Wechselrichter der Anlage aus Sicherheitsgründen abschalten.“ In der Tat brach auch der Isolationswiderstand beim trockenen Modul um 95 Prozent ein, war aber im ungealterten Zustand derart hoch, dass die resultierenden 1,8 Gigaohm immer noch keine elektrische Gefahr darstellten.

Dennoch ist dieser starke relative Widerstandsverlust in die Bewertung des Isolationsverhaltens nach dem Feuchte-Wärme-Test negativ eingeflossen. Die Blasenbildung deutet außerdem darauf hin, dass der Hersteller den Laminationsprozess nicht vollständig unter Kontrolle hat. Wenn eines der Prüfmuster Blasen wirft, ist es daher gut möglich, dass dies auch bei anderen Modulen der gleichen Baureihe vorkommt und die Haltbarkeit beeinträchtigt ist.

Unter Druck ähnlich

Ein weiteres wichtiges Kriterium, um die Alterungsbeständigkeit von Photovoltaikmodulen zu beurteilen, sind mechanische Belastungstests. PV+Test führt im Anschluss an die verschärfte Feuchte-Wärme-Prüfung hierzu zwei unterschiedliche Prüfungen durch, eine bei einer Belastung von 2.400 Pascal und eine weitere mit einer Belastung von 5.400 Pascal. Laut IEC-Norm ist nach den Belastungstests eine maximale relative Wirkungsgraddegradation von bis zu fünf Prozent zulässig. Die im September geprüften Module bleiben nach Abschluss beider Belastungstests innerhalb der erlaubten maximalen Abweichung, wobei das Solon Blue mit einer Leistungsdegradation von -1,5 Prozent besser abschneidet als das andere Modul mit einer Degradation von -3,9 Prozent.

Auffallend bei den Alterungstests ist vor allem, wie robust das Solon Blue offenbar ist. Obwohl es sich um ein Glas-Folien-Modul handelt, zeigt es eine bessere Performance als der bisherige Testsieger, das Glas-Glas-Modul Schott Poly 290 von Schott Solar. „Es ist interessant, dass wir das mit einem Glas-Folien-Modul erreichen können“, sagt Dirk König, der bei Solon für die Produktzertifizierung zuständig ist. Laut König schaffen das seine Kollegen vor allem durch eine strenge Materialauswahl. „Der Materialfreigabeprozess ist ein elementar wichtiges Werkzeug, um vernünftige Module bauen zu können“, sagt er. Außerdem sei es wichtig, „die Prozesse stetig zu kontrollieren und zu verbessern“. Zudem sei das Solon Blue sehr stabil gebaut, zum einen der Hohlkammerrahmen, zum anderen durch das Frontglas. „Wir verwenden vier Millimeter dickes Solarglas“, sagt König. Das hat allerdings auch Nachteile. Das Solon Blue ist mit 23 Kilogramm das zweitschwerste unter den getesteten Modulen, was sich auch leicht negativ in PV+Test in der Kategorie Handling und Montagefreundlichkeit niederschlägt.

Elektrolumineszensaufnahmen sollen zusätzlich über die Zellqualitäten Aufschluss geben. Das Referenzmodul von Solon wies bereits bei der Eingangsvermessung einen Mikroriss auf, der sich aber nicht negativ in den Leistungmessungen niederschlug.

Parameter für mehr Ertrag

Während die Alterungsbeständigkeitstests etwas darüber aussagen, ob ein beim Kauf gut funktionierendes Modul auch nach 10 oder 15 Jahren noch gut arbeitet, verraten das Schwachlichtverhalten und der Temperaturkoeffizient indirekt, wie hoch der Ertrag pro Kilowatt Peak Nennleistung ausfallen könnte. Deshalb sind sie auch in Simulationsprogrammen entscheidend, wenn man den erwartbaren Ertrag an einem Standort ausrechnet. Das gilt insbesondere für Länder wie Deutschland, wo die Sonneneinstrahlung meist deutlich unter den 1.000 Watt pro Quadratmeter liegt, die in den Standardtestbedingungen für die Nennleistung festgelegt sind. Dieser Wert wird in unseren Breitengraden nur an sehr sonnigen Tagen erreicht. An weniger sonnenreichen Tagen ist ein gutes Schwachlichtverhalten von Vorteil. Da auch an solchen Tagen die Modultemperatur mittags zwischen 40 und 60 Grad liegt, ist auch ein guter Temperaturkoeffizient wichtig.

Der Wirkungsgrad des befriedigend getesteten Moduls fällt bei einer Umgebungstemperatur von 50 Grad Celsius um relative 11,68 Prozent ab. Beim Solon Blue 230/07 sind es 11,18 Prozent. Dies bedeutet Punktverluste für beide Module. Im Vergleich zu den anderen bisher getesteten Modulen liegen sie mit diesen Werten im Mittelfeld. Das Modul, das in dieser Kategorie bisher am schlechtesten abschneidet, ist das Sovello SV-X-195-fa1 mit einer relativen Wirkungsgradminderung von 12,28 Prozent. Die beste Performance zeigt hier das Conergy PowerPlus 225P mit einer entsprechenden Minderung von 10,48 Prozent.

Beim Schwachlichtverhalten sind die Unterschiede deutlicher. Der Wirkungsgrad des Solon Blue wurde bei einer Einstrahlung von 200 Watt pro Quadratmeter sogar leicht höher gemessen als bei Standardtestbedingungen, der des anderen Moduls war um relative 4,6 Prozent schlechter. Damit setzt sich das Solon-Modul in dieser Kategorie an die Spitze des Testfeldes und löst den bisherigen Spitzenreiter beim Schwachlichtverhalten, das Modul Sovello SV-X-195-fa1, ab, welches einen relativen Wirkungsgradverlust von 0,5 Prozent aufwies.

Sichere Kanten

Der Unterschied zwischen den beiden jetzt getesteten Modulen zeigt sich auch noch an anderen Punkten. So sind die Dokumentation, das Datenblatt und das Typenschild bei Solon bis auf kleinere Mängel fehlerfrei. Die Erdungshinweise sind allerdings unzureichend und Verschaltungshinweise werden gar nicht mitgeliefert. Bei dem anderen Modul fehlen auf dem Datenblatt beispielsweise Angaben zur Rückstrombelastbarkeit und zum Schwachlichtverhalten. Zudem ist die Angabe zum verwendeten Stecker irreführend. Auf dem Datenblatt werden verwendete MC4-Anschlüsse angepriesen. Tatsächlich ist aber ein Steckverbinder der Firma Yukita verwendet worden. Ob dieser Stecker problemlos mit MC4-Steckern der Firma Multi-Contact verbunden werden kann, ist fraglich. Multi-Contact rät davon ab. Für das Datenblatt gibt es in der Einzelwertung daher nur sieben von zehn möglichen Punkten und für die falsche Steckerbezeichnung wird noch ein Punkt in der Gesamtwertung abgezogen.

Zertifizierung fehlt

Als weiteres gravierendes Problem hat dieses Modul keine gültige Zertifizierung nach der sicherheitstechnischen Norm IEC 61730. „Der Hersteller muss für die CE-Kennzeichnung seines Produktes die Konformität zu der relevanten EU-Richtlinie erklären. Wenn die zugrunde liegenden Tests nicht durchgeführt werden, ist das natürlich schwierig“, sagt Willi Vaaßen, Geschäftsfeldleiter Regenerative Energien beim TÜV Rheinland. Es sei aber auch möglich, dass Hersteller die entsprechenden Tests hausintern durchführen und – wenn die Ergebnisse stimmen – die Konformität mit der IEC 61730 eigenmächtig für die CE-Deklaration erklären. Der Kunde kann aber mehr Vertrauen haben, wenn diese Aussage zertifiziert ist. Deshalb gibt es für die fehlende IEC-Zertifizierung null von zehn Punkten in der Einzelwertung und in der Gesamtbewertung nochmals fünf Punkte Abzug. Zusätzlich fehlen Angaben zur Schutzklasse und wichtige Sicherheitshinweise auf dem Typenschild.

Auch bei einem Kriterium, das besonders für Installateure von Bedeutung ist, zeigen sich Unterschiede: bei der Beschaffenheit der Modulkanten. Das befriedigend getestete Modul hat scharfe Kanten und spitze Ecken, die einem Installateur, der ohne Handschuhe arbeitet, leicht blutige Finger bescheren können. Beim Solon Blue 230/07 war hingegen alles schön abgerundet.

Überblick

Der Test verlief in den Augen der PV+Test-Experten sehr positiv. Die meisten Module erhielten „gut“ und „sehr gut“ und entsprechen dem Stand der Technik. Der Gesamtbewertung liegt eine Vielzahl von Messungen beim TÜV Rheinland zugrunde, die nicht alle in die Tabelle aufgenommen sind.

Jede Messung wird mit einer Punktzahl zwischen null und zehn bewertet und geht unterschiedlich gewichtet in das Gesamtergebnis ein. Die Noten ergeben sich aus der Gesamtpunktzahl wie folgt: ? 90 % der Maximalpunktzahl -> sehr gut | ? 80 % -> gut | ? 70 % -> befriedigend | ? 50 % -> ausreichend | < 50 % -> mangelhaft. Die Bewertungen in den Unterpunkten erfolgen entsprechend mit +++ | ++ | + | o | -.

Die Gewichtung der Unterpunkte im Gesamtergebnis wurde im Industriebeirat beschlossen. Leistungsparameter 20 Prozent, Alterungsbeständigkeit 25 Prozent, Dokumentation 15 Prozent, Elektrische Sicherheit 25 Prozent, Verarbeitung 10 Prozent, Gewährleistung und Montagefreundlichkeit 5 Prozent. Der Notenspiegel aller bisher getesteten Modul findet sich auf Seite 118.

* Conergy: Bei der Isolationsmessung nach dem Temperaturwechsel kam es bei einem der zwei Module in diesem Test zu einem Kriechstrom am Stecker, was nach IEC-Norm nicht geschehen darf. Die Wiederholungsmessung war jedoch erfolgreich.

PV+Test ist urheberrechtlich geschützt, und die Tabelle darf nur mit Zustimmung der Solarpraxis AG und des TÜV Rheinland weiterverbreitet werden. Eine genaue Beschreibung findet sich in photovoltaik 02/2011 und unter www.photovoltaik.eu/modultest.