Neuheiten und Trends bei PV-Modulen

Auf der Jagd nach immer besseren Produkten geht es um Leistung und Haltbarkeit. Vielleicht müssen die Kunden gar nicht mehr so lange warten, bis 400 Watt und 30 Jahre Garantie Wirklichkeit werden. Die jetzt verfügbaren Produkte nähern sich diesem Ziel. Die Vorreiter bestimmter Technologien bekommen Gesellschaft.

Beispiel Doppelglas: Mittlerweile bieten fast alle Modulhersteller solche Modulvarianten an, aus der Nische ist ein Massenmarkt geworden. Die Glas-Glas-Module gelten als robuster und langlebiger – Laminatschäden auf der Rückseite sind per se ausgeschlossen. Zudem werden immer öfter bifaziale Zellen verbaut – ein anderer Trend, der das Glas auf der Rückseite erfordert und zudem höhere Erträge bringt.

Mehr Busbars und Halbzellen

Ähnlich verhält es sich mit der Anzahl der Busbars. Fast alle Hersteller haben ihre Produktion umgestellt und bieten Module mit fünf Busbars an, denn mit dieser Änderung sind höhere Leistungen möglich. In diesem Jahr zeigen beispielsweise Axsun, Aleo und Solarwatt neue Produkte in diesem Design.

Vorreiter der Halbzellentechnologie war REC. Inzwischen haben andere Hersteller nachgezogen. Die Umstellung in der Produktion ist aufwendig, aber am Ende steckt mehr Leistung im Modul. Axitec, Hanwha Q-Cells, Jinko, Longi und Luxor bieten unter anderem solche Produkte an. LG Solar will diesen Trend allerdings nicht mitmachen, wie Michael Harre im Interview sagt. Dennoch präsentiert das Unternehmen seine Neon-Module in diesem Jahr zur Intersolar mit höherer Leistung.

Größere Wafer kommen

Ein nächster Schritt, der bereits absehbar ist, werden größere Wafer sein. Das derzeitige Standardmaß von sechs Zoll hat je 156 Millimeter Kantenlänge. Einzelne meist vertikal integrierte Hersteller vergrößern ihre Zellen in Millimeterschritten und verbauen sie in den neuen Modulen. Einen leichten Namen gibt es bisher dafür nicht, M1 bis M6 sind Bezeichnungen für die verschiedenen Zellgrößen.

Dadurch verändern sich Maße und Gewichte der Produkte. Der Installateur wird in Zukunft einen noch genaueren Blick ins Datenblatt werfen müssen. Sunpower hat ein solches Modul bereits auf dem Markt. Hanwha Q-Cells, Luxor und Longi wollen zur Intersolar in diesem Segment Neuheiten zeigen.

Kristallin und amorph verbinden

Brandneu ist die Heterojunction-Technologie. Dabei ist der monokristalline n-Typ-Wafer von einer ultradünnen amorphen Siliziumschicht umhüllt. Es wird also die kristalline mit der Dünnschichttechnologie kombiniert. Das Schwachlichtverhalten wird so verbessert und die Leistung beachtlich gesteigert.

Heterojunction-Zellen lassen sich in weniger Schritten und mit geringerem Platzbedarf der Produktionsanlagen günstiger produzieren als andere Solarzellen. Allerdings handelt es sich um eine revolutionäre Technologie, die den Aufbau komplett neuer Produktionslinien erforderlich macht.

Der Umstieg auf Perc-Zellen oder andere Technologie-Upgrades sind wesentlich leichter. Deshalb werden Heterojunction-Produkte wohl auch in naher Zukunft nur von wenigen Unternehmen angeboten werden. Im Moment ist Panasonic mit seinen HIT-Modulen in diesem Segment Vorreiter.

Schmale Drähte statt Finger

Die dünnen Silberdrähte, die den Strom der Zellen sammeln, durch Runddrähte zu ersetzen, erhöht ebenfalls die Leistung. Die Busbars weichen dabei zwölf bis 22 dünnen Drähten, die zusammen den gleichen Gesamtquerschnitt haben, jedoch die Strecke verkürzen, die der Strom innerhalb des Fingers durchfließt.

Zudem müssen die Drähte nicht verlötet werden, was der Heterojunction-Technologie in die Hände spielt – denn amorphe Schichten sind temperaturempfindlich. Mit diesem Wechsel lässt sich auch der teure Silberverbrauch minimieren, die Zellen sollen zudem weniger anfällig für Mikrorisse sein.

Smarte Module

Module mit integriertem Mikrowechselrichter sind bereits seit einigen Jahren am Markt. Die Modulproduzenten fokussieren sich dabei meist auf eine Partnerschaft mit einem Wechselrichterhersteller – vielfach Solaredge – und integrieren auf Wunsch die smarte Anschlussdose ins Modul. Nun geht auch CS Wismar diesen Weg gemeinsam mit Enphase. Zur Intersolar wird ein Glas-Glas-Modul mit integriertem Mikrowechselrichter vorgestellt.

Modulqualität gestiegen

Eine gute Nachricht für Kunden und Installateure: Die Modulqualität ist gestiegen. Das Photovoltaik-Institut Berlin hat seine Erkenntnisse aus mehr als 250 Modulfabrik-Audits bei 120 Herstellern weltweit in einer Studie zusammengefasst.

Von einigen pauschalen Aussagen muss sich die Branche wohl verabschieden. Die Größe eines Herstellers, der Automatisierungsgrad oder der Produktionsstandort stehen nicht immer im direkten Zusammenhang mit der Qualität der gefertigten Module. Die Modulqualität insgesamt sei aber gestiegen.

Die Studie zeigt, dass größere Fabriken in der Regel besser abschneiden. Kein Hersteller mit einer Kapazität von mehr als drei Gigawatt pro Jahr bekam eine schlechte oder unterdurchschnittliche Qualitätsbewertung. Die Mehrheit hatte ein durchschnittliches oder überdurchschnittliches Rating, mit einigen Schwankungen von Fabrik zu Fabrik.

„Wir führen diese Ergebnisse auf höhere Automatisierungslevel, bessere Ausgangsmaterialien und qualifizierteres Fachpersonal zurück“, sagt Stella Su, Senior-Auditorin bei PI Berlin und Autorin der Studie.

Asien wird Spitzenreiter

Andere Ergebnisse widersprechen manchen Klischees in der Branche. So zeigt die Studie, dass Hersteller in China, Südostasien und Korea durchschnittlich bessere Qualitätswerte aufweisen als vergleichbare Produktionen in Europa, den USA, Mexiko und Indien. Su führt dies auf die Entstehung einer echten Massenproduktion in Asien zurück, die es über Skaleneffekte erleichtert, an gutes Material und Personal zu kommen.

Unternehmenskultur entscheidend

Die Qualität zwischen den verschiedenen Fabriken eines einzigen Herstellers bleibt weiterhin unterschiedlich. Einige Hersteller können je nach Werk bis zu drei verschiedene Qualitätsstufen haben.

Su glaubt, dass ein Teil davon auf die Unternehmenskultur zurückzuführen ist – jene Unternehmen mit einer starken Qualitätskultur und -philosophie werden sich bemühen, ein hohes Maß an Konsistenz zwischen den Fabriken zu gewährleisten, andere mit einer schwächeren Qualitätskultur werden ein viel höheres Maß an Variabilität erleben. In Ermangelung relevanter internationaler Qualitätsstandards für die Modulherstellung gehören anspruchsvolle Käufer oder Investoren zu den größten Treibern für Verbesserung.

Obwohl nur acht Prozent der Hersteller konstant eine ausgezeichnete Qualitätsbewertung erreicht haben, ist die Zahl der Hersteller mit einer schlechten Qualitätsbewertung im Laufe der Zeit zurückgegangen.

Die meisten Hersteller konnten ihre Qualität aufrechterhalten oder verbessern, wobei mehr als die Hälfte der geprüften Hersteller ihre Bewertungen zwischen 2015 und 2017 verbessert haben. „Der Wettbewerb in der Photovoltaikbranche und steigende Kundenansprüche haben die Fertigungsqualität erhöht“, sagt Su. „Noch ist jedoch nicht alles gewonnen.

Zwei Hersteller nicht mehr am Markt

In Deutschland haben zwei Unternehmen ihre Modulproduktion eingestellt. Im Januar beendete Astronergy seine Fertigung in Frankfurt (Oder). Rund 200 Arbeitsplätze fielen weg. Erhalten bleibt am Standort der Service für Marketing und Vertrieb, Kundenbetreuung, Logistik und Zollabfertigung für die Produkte aus asiatischen Fertigungsstätten des Unternehmens.

Astronergy gab als Grund die schlechte Markt- und Auftragslage an. Mit dem Ende des Mindestimportpreises im September 2018 habe der damit verbundene massive Preiskampf bei gleichzeitigem Anstieg der Materialkosten den Betrieb unwirtschaftlich gemacht. Jedoch gelten alle Garantien und Gewährleistungen unverändert.

Eine ähnliche Begründung für die Schließung der Fertigung gab SI Module an. Im März teilte das Freiburger Unternehmen mit, seine Produktion zu schließen. Der extreme Preisverfall und der Preisdruck am Markt ließen eine wirtschaftliche Produktion von Solarmodulen in Freiburg nicht mehr zu.

Andere konnten Geschäft ausbauen

Doch es gibt auch Hersteller, die ihren Absatz in Europa steigern konnten. Longi Solar beispielsweise hat seinen Umsatz im letzten Jahr verdoppelt, konnte gar einen Teil der Anfragen gar nicht bedienen. Und auch für 2019 hat sich das Unternehmen ähnliche Wachstumsziele gesetzt.

Hanwha Q-Cells ist nach Angaben von EUPD Research Marktführer in Deutschland. Das Unternehmen hat sein Vertriebsnetzwerk ausgebaut und sich auf hocheffiziente Module fokussiert.

LG Electronics verzeichnete ebenfalls ein beträchtliches Wachstum. Das Unternehmen steigerte seinen Absatz um 60 Prozent auf europaweit 262 Megawatt. Aber auch kleinere Hersteller wie Aleo und CS Wismar sind zufrieden.

Solarwatt aus Dresden konnte von den Modultypen mit der meisten Nachfrage zwischen 40 und 50 Prozent mehr verkaufen. Rechnet das Unternehmen die sinkenden Preise dagegen, stieg der Umsatz im Modulgeschäft um über 30 Prozent. Solarwatt hat sich nun ganz von Glas-Folie verabschiedet und fertigt nur noch Doppelglasmodule.

Anstrengungen im Vertrieb

Überhaupt bauen die Hersteller ihre Vertriebsnetzwerke weiter aus. Partnerprogramme und Inhouse-Schulungen bringen das Produktwissen an den Installateur und festigen die Kundenbindung.

Immer längere Produkt- und Leistungsgarantien sind ein weiterer Baustein, mit dem um die Gunst der Kunden geworben wird. REC beispielsweise hat die Produktgarantie von zehn auf 20 Jahre verdoppelt. Sunpower und Panasonic bieten 25 Jahre Produktgarantie. Longi gibt eine Herstellergarantie von 30 Jahren für sein Doppelglasmodul.