VDE SPEC 90927: Sicherheitsrisiken bei Photovoltaik-Modulen vorab erkennen
Ein stetig wachsender Anteil unseres Energiebedarfs wird durch Erneuerbare Energien wie Windkraft oder Photovoltaik gedeckt. Lag ihr Anteil 2021 noch bei rund 41% so stieg ihr Anteil 2022 auf 46,2%. Ziel der Bundesregierung ist es, dass die Stromversorgung bis zum Jahr 2035 nahezu vollständig aus erneuerbaren Energien erfolgt.
Dies erfordert neben einem raschen Ausbau der Solarenergie auch, dass die Laufzeit bestehender Anlagen so weit wie möglich verlängert wird. Dazu müssen die Rahmenbedingungen für alte als auch neue Anlagen sichergestellt werden. Denn auch bei neuen Anlagen besteht die Gefahr, dass sie wegen frühzeitig auftretender Fehler und Defekte vom Netz genommen werden müssen.
Mittlerweile gibt es einige Firmen, die Reparaturlösungen für PV-Module anbieten, doch es gibt bisher keine Richtlinien oder Vorgaben wie diese durchzuführen bzw. zu überprüfen sind.
Dies betrifft zum Beispiel von Rückseitenfolien (Backsheets) ausgelöste Modulfehler, bei denen in den letzten Jahren ein deutlicher Anstieg zu verzeichnen ist. Die Backsheets schützen die Solarzelle vor Umwelteinflüssen wie UV-Strahlung und Feuchtigkeit und dienen der elektrischen Isolierung und mechanischen Stabilität. Auffälligkeiten bei den Rückseitenfolien führen meistens zu einem Versagen der Isolierwirkung und stellen somit ein immanentes Sicherheitsrisiko dar. Auch hat sich die Lage in den letzten Jahren verschärft, da viele neue Materialien auf den Markt gekommen sind und die Schichtdicken häufig verringert wurden, um Materialkosten zu senken.
Die VDE SPEC 90927 soll nun helfen diese Sicherheitsrisiken vorab zu erkennen und gibt Richtlinien für die Bewertung von Auffälligkeiten von PV-Modul-Backsheets mit entsprechenden Handlungsempfehlungen vor. Neben optischen Bewertungen werden Analyseverfahren und mögliche elektrische Sicherheitsprüfungen zur vertieften Bewertung vorgeschlagen. Die VDE SPEC ist für die meisten auf dem Markt verbauten kristallinen Silizium- sowie Dünnschicht-Module mit Rückseitenfolien anwendbar, die nur nach Aufbau und den aufgetretenen Fehlern klassifiziert werden müssen.
Zusätzliche strengere Bewertungen können erfolgen, wenn PV-Systeme auf systemkritischer Infrastruktur, wie zum Beispiel einem Krankenhaus, oder anderweitig gefährdeten Gebäuden / Installationen, beispielsweise brandgefährdeten Dächern in einer Region mit hoher Waldbrandgefahr, installiert sind.
"Primäres Ziel für das Fraunhofer Center für Silizium-Photovoltaik CSP war die Erstellung einer Identifikation- und Klassifizierungsmatrix existierender Fehlerbilder von PV-Modulrückseitenfolien auf dessen Basis, Fehler nach ihrer Kritikalität bewertet werden können. Ferner wurde untersucht, wie sich Vorstufen der Schadensbilder kurz- und mittelfristig verändern, um so ein besseres Verständnis der Schadensprozesse zu erhalten und Modellbildungen von Schädigungsprozessen zu entwerfen. Damit verbunden sollen die Forschungsergebnisse und Erkenntnisse mittelfristig in die internationale Standardisierung einfließen", sagt Bengt Jäckel, Gruppenleiter "Module, Komponenten und Fertigung" am Fraunhofer CSP, Halle (Saale).
Das Projekt wurde im Rahmen der Förderrichtlinie WIPANO (Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz finanziert und hatte eine Laufzeit von zwei Jahren. Projektpartner waren neben dem Fraunhofer CSP, die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (DKE), das Forschungszentrum Jülich GmbH, die Hochschule Anhalt, das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg, die Aluminium Féron GmbH & Co. KG, die HaWe Engineering GmbH sowie die Sunset Energietechnik GmbH.
