Artikel erstellt am 13.06.2022 | von Henry Faber | ca: 3 Min. zu lesen

Leistungsminderung: Was ist die Degradation einer Solarzelle?

Im Laufe ihrer Lebensdauer wird sich die Leistung einer PV-Anlage verringern. Dabei spricht man von der Leistungsminderung durch Degradation. Daher die Frage des heutigen Artikels: Doch durch welche Einflüsse kann der Wirkungsgrad und die Ertragsqualität einer Photovoltaikanlage sinken?

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© Andrei Merkulov – stock.adobe.com

Die Leistungsminderung einer PV-Anlage durch lichtinduzierte Degradation

Solarmodule verschlechtern sich in erster Linie aufgrund der normalen Abnutzung durch UV-Strahlen und ungünstige Witterungsbedingungen. Der Grad der Degradation ist in der Leistungsgarantie des Moduls enthalten. Es gibt verschiedene Formen der mechanischen und chemischen Degradation, die durch die Lichteinwirkung auf das Modul verursacht werden:

Licht-induzierte Degradation (LID): Wechselwirkung zwischen den kristallinen Siliziumzellen des Panels und der äußeren Umgebung. LID kann Tage oder über eine Woche andauern.

Direkte lichtinduzierte Degradation (DLID): Direkte Sonneneinstrahlung während der anfänglichen Aufbauphase kann dazu führen, dass sich die Elektronik in den Solarzellen aufgrund der Hitze verzieht oder verformt. DLID kann ein paar Stunden dauern.

UV-Licht-induzierte Degradation (UVID): Die anfängliche Sonneneinstrahlung führt dazu, dass das kristalline Siliziumoxid auf der Oberfläche des Moduls eine Schicht aus Borsäure bildet, die den Wirkungsgrad verringert.

In den ersten 1.000 Stunden der Lebenszeit gibt es eine Anpassungsphase, in der die Lichtleitfähigkeit abnimmt und der Wirkungsgrad des Paneels um 1-3 % sinkt, danach stabilisiert er sich.

Verschlechterung einer PV-Anlage durch Alter und Wetter

Da Solarmodule den Elementen ausgesetzt sind, verschlechtern sie sich mit der Zeit. Starke Regenfälle, Schneefall, Eis und hohe Temperaturen führen zur Verhärtung des kristallinen Siliziums, zur Korrosion des Rahmens und zur Verschmutzung der Zellen. Hagel, Eis, Staub und Sand können ebenfalls Mikrorisse auf der Oberfläche des Panels verursachen, und eine Beschädigung der Dichtung des Panels kann dazu führen, dass Wasser ins Innere gelangt

Extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen, Wirbelstürme und Schneestürme wirken sich auf die Geschwindigkeit der altersbedingten Degradation aus. Dramatische Temperaturschwankungen können dazu führen, dass sich die Bauteile zusammenziehen und ausdehnen, was zu Rissen und anderen Schäden führt. Starke Schneefälle können Druck auf die Oberfläche ausüben und Risse verursachen, insbesondere wenn der Schnee gefriert. Darüber hinaus können Reaktionen in den Halbleitermaterialien, die in den Zellen verwendet werden, zu Abschattungen führen, welche die Lichtmenge, die das Panel in Strom umwandeln kann, verringern. In diesem Fall spricht man vom Hot-Spot-Effekt bei Solaranlagen.

Was passiert mit Solarmodulen nach 30 Jahren?

Nur weil Ihre Solaranlage das Ende ihrer erwarteten Lebensdauer erreicht hat, heißt das nicht, dass sie nicht mehr Energie produzieren und Ihnen Geld sparen kann. Die Hersteller legen fest, dass die „Nutzungsdauer“ eines Solarmoduls vorbei ist, sobald seine Produktion unter 80 % sinkt – aber das bedeutet nicht, dass es unbrauchbar ist. Die Paneele werden noch viele Jahre lang Energie produzieren, allerdings mit einem geringeren Wirkungsgrad. Anschließend kann eine PV-Anlage modernisiert und die alten Solar-Zellen recycelt werden. Alternativ finden die ausgedienten Module womöglich weitere Anwendungen im industriellen oder kommerziellen Bereich.

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