Nutzungsdauer einer PV-Anlage: Leistungsdegradation von Solarmodulen im Überblick

Leistungsdegradation von Solarmodulen ist ein normaler und unvermeidlicher Teil des Besitzes einer Solaranlage. Doch je nach Qualität und Produkt kann die Nutzungsdauer einer PV-Anlage unterschiedlich ausfallen. Wir von Roofit.solar möchten, dass Sie das Beste aus Ihrer Solaranlage herausholen können, damit Sie über Jahrzehnte hinweg Ihre eigene, unabhängige Stromproduktion genießen können. 

In diesem Artikel beleuchten wir die Leistung und Leistungsdegradation von Solarmodulen, welche Arten der Degradation es gibt und welche Faktoren die Nutzungsdauer einer PV-Anlage beeinflussen.

Bevor wir auf die Degradation der Leistung von Solarmodulen eingehen, lassen Sie uns zunächst näher auf die Leistung von Solarmodulen eingehen.

Die elektrische Leistung von Solarmodulen wird in Watt (W) gemessen. Die von den Solarmodulen abgegebene elektrische Leistung wird in Watt Peak (Wp), also der Nennleistung an Energie, angegeben. Die Nennleistung wird unter definierten Testbedingungen ermittelt und ist ein Richtwert für die maximale Leistungsstärke, die ein Solarmodul unter idealen Bedingungen erreichen kann. Dadurch wird eine bessere Vergleichbarkeit von verschiedenen Solarmodulen geschaffen. Doch trotz gleicher Nennleistungen können sich die Leistungswerte der Solarmodule in der Praxis unterscheiden.

Zur Messung der Nennleistung werden die Umgebungstemperatur von 25 Grad Celsius, die Sonneneinstrahlung bzw. Bestrahlungsstärke von 1000 Watt/m² sowie das Sonnenlichtspektrum von 1,5 zugrunde gelegt.

Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass eine höhere Sonneneinstrahlung zu höheren Leistungswerten führt. Höhere Temperaturen führen hingegen zu niedrigeren Leistungswerten.

In mitteleuropäischen Breitengraden werden die idealen Testbedingungen allerdings nur selten erreicht und kommen meist nur an klaren Tagen in der Mittagszeit im Sommer vor. Das bedeutet, dass die Nennleistung der Solarmodule geringer ausfällt und im Sommer höher ist als im Winter.

Das bedeutet, dass für die Nennleistung der Solarmodule sowohl Aufstellungsort und Breitengrad als auch Dachneigung und Modulausrichtung entscheidend sind.

Aufstellungsort und Breitengrad

Über den Aufstellungsort und Breitengrad kann die durchschnittliche Sonneneinstrahlung ermittelt und somit eine realistische Aussage über die tatsächliche Leistung der Solarmodule getroffen werden.

Dachneigung

Der optimale Neigungswinkel des Daches für Solarmodule beträgt in Deutschland ca. 30 bis 35 Grad.

Modulausrichtung

Die Ausrichtung der Solarmodule beeinflusst die Effizienz der Photovoltaikanlage. Es empfiehlt sich eine Ausrichtung nach Süden, diese sollte aber durch Ausrichtungen nach Westen und Osten ergänzt werden, um den Ertrag in den Morgen- bzw. Abendstunden zu erhöhen.

Verschattung

Eine Verschattung von PV-Modulen durch Bäume oder andere Gebäuden in der Umgebung kann sich negativ auf die Gesamtleistung der Solaranlage auswirken. Mit unserer 3D-Software kann unser Team den Schattenwurf von benachbarten Gebäuden oder Bäumen berücksichtigen und eine Verschattung Ihrer Solaranlage vermeiden.

Modulart

Bei der Modulart spielen die Herstellungsverfahren und die verwendeten Materialien eine Rolle. Unsere leistungsstarken und hochwertigen Solarmodule bestehen aus monokristallinen Solarzellen, die einen höheren Wirkungsgrad als polykristalline Solarzellen aufweisen.

Leistungsdegradation

Leistungsdegradation beschreibt die Abnahme der Leistung von Solarmodulen während der Nutzungsdauer. Gründe können Verschleiß und Alterung der verbauten Module sein.

Im Folgenden gehen wir genauer darauf ein.

Als Degradation bezeichnet man den Prozess, der eine Leistungsminderung bei Solarmodulen zur Folge hat und im Verlauf der Zeit auftritt. D. h. die technische Beeinträchtigung der Module in ihrer Fähigkeit, Sonnenstrahlen in Solarstrom umzuwandeln.

Ähnlich wie bei Maschinen und elektronischen Geräten können auch Solarmodule während ihrer gesamten Betriebszeit nicht dauerhaft mit 100 % Leistung arbeiten und werden mit der Zeit weniger effektiv.

Es gibt verschiedene Faktoren, die sich auf die Geschwindigkeit und den Grad der Degradation von Solarmodulen auswirken. Einige davon hängen mit der Herstellung zusammen, andere wiederum mit dem Wetter, der Installation oder der Wartung der Solaranlage.

Bei der Ermittlung der Erträge einer Photovoltaikanlage spielt die Degradation eine Rolle. Daher sollten Sie diese stets mit berücksichtigen.

Im Durchschnitt liegt die Degradationsrate eines hochwertigen Solarmoduls bei 0,5-3 % pro Jahr während seiner gesamten Lebensdauer.

Eine Leistungsminderung von Solarmodulen kann durch verschiedene Ursachen bedingt sein. Dazu zählen z. B. die Dachneigung, Verschattung, Umgebungstemperatur und die Degradation.

Grundsätzlich unterscheidet man die alterungsbedingte, die lichtinduzierte und die potenzialinduzierte Degradation. 

Die alterungsbedingte Degradation ist ein fortwährender Prozess, bei dem die Leistung der Solarmodule stetig abnimmt. Licht- und potenzialinduzierte Degradation wirken einmalig, wodurch die Leistung danach dauerhaft unter der Anfangsleistung liegt.

Altersbedingte Degradation

Die Alterung ist der Hauptfaktor für die Degradation von Solarmodulen. Dabei handelt es sich um die natürliche Abnutzung von Solarmodulen im Laufe der Zeit, wenn sie verschiedenen Witterungsbedingungen wie starkem Regen oder Schnee, Eis, Hagel, starkem Wind und hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Solche Faktoren können zur Korrosion des Rahmens, zur Verhärtung des kristallinen Siliziums und zur Verschmutzung der Solarzellen führen. Einige Witterungsbedingungen können auch Mikrorisse auf der Oberfläche der Platte verursachen. Aufgrund dieser Mikrorisse brechen die elektrischen Verbindungen im Modul zusammen, was sich auf die Leistung der Solaranlage auswirkt. Auch eine unsachgemäße Handhabung, Installation und Wartung der Produkte kann Mikrorisse verursachen.

Lichtinduzierte Degradation (LID)

Lichtinduzierte Degradation tritt auf, sobald das Solarsystem installiert ist und zum ersten Mal der Sonne ausgesetzt wird. Infolgedessen wird die Lichtleitfähigkeit des Moduls verringert. LID wird auch als anfängliche Degradation bezeichnet. Der Wirkungsgrad der Solarpanele ist in dieser Phase um 1-3 % reduziert. Danach kommt es zu einer Leistungsstabilisierung, die auf einen geringeren Leistungsabfall in den folgenden Jahren der Nutzung hinweist. Da die Sonneneinstrahlung einer der Hauptfaktoren für die Verschlechterung von Solarmodulen ist, fügen Hersteller UV-Blocker hinzu, um die Solarzellen vor der Sonneneinstrahlung zu schützen.

Potenzialinduzierte Degradation (PID)

Potenzialinduzierte Degradation bezieht sich auf die durch hohe Spannungen induzierte Degradation und tritt auf, wenn verschiedene Komponenten im Solarmodul mit unterschiedlichen Spannungen arbeiten. Diese Störung führt zu Spannungsabfällen, wodurch die Strommenge, die das Modul an den Wechselrichter senden kann, verringert wird. Von PID betroffene Solarpanele enthalten nicht funktionsfähige schwarze Solarzellen, die sich in der Regel in der Nähe des Rahmens befinden. Dies ist auf den massiven Elektronenfluss durch diese Solarzellen und den Spannungsunterschied im Solarpanel zurückzuführen. Diese Art von Degradation kommt nicht oft vor, doch wenn sie auftritt, kann sie die Leistung eines Solarpanels um 30 % oder mehr verringern.

Qualität in Material und Montage

Qualitativ minderwertige Komponenten in einem Solarmodul können zu einer Reihe von Problemen führen, z. B. zu einem geringeren Wirkungsgrad, höheren Wartungskosten und einer kürzeren Lebens- und damit Nutzungsdauer Ihrer PV-Anlage. Ein wichtiger Faktor ist auch die Qualität der Montage. Denn nicht alle Materialien funktionieren gut zusammen, wenn sie nicht richtig zusammengesetzt sind. Aus diesem Grund sollten Sie sich immer für einen zertifizierten, hochwertigen Solaranbieter und Dachdecker entscheiden.

Installation der Solarpanele

Unsachgemäß installierte Module können verschiedene elektrische Gefahren verursachen, die von Bränden bis zu Stromschlägen reichen. Auch wenn Solarmodule robust und druckfest sind, können sie bei einer unsachgemäßen Installation beschädigt werden. Dies kann zu Mikrorissen führen und das Risiko von Wassereintritt und Korrosion erhöhen, was zu einem Ausfall des Systems führen kann. Wenn Ihr System nicht ordnungsgemäß verdrahtet ist, müssen Sie außerdem mit Problemen bei der Gesamtleistung und Effizienz rechnen.

Wartung des Solardaches

Staubansammlungen auf dem Glas können die Leistungsabgabe verringern und sogar regionale Hotspot-Effekte verursachen. Auch Industrieemissionen oder Vogelkot können die Leistung beeinträchtigen, wobei der Schweregrad von der Transparenz der Fremdkörper abhängt. Daher ist es wichtig, Ihre Solarmodule regelmäßig zu prüfen. Auch die Anschlüsse, Verkabelung und Wechselrichter müssen gelegentlich überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie nicht locker oder kaputt sind. Auf diese Weise können Sie die maximale Leistung aus Ihrem Solardach herausholen und potentielle Komplikationen vermeiden.

Wie bereits erwähnt, ist die Degradation unvermeidlich. Wenn Sie sich für ein hochwertiges Produkt und den Service eines zuverlässigen Solaranbieters wie Roofit.solar entscheiden, können Sie Ihre PV-Anlage über einen sehr langen Zeitraum nutzen und Ihre eigene, unabhängige Stromproduktion genießen.

Billige Solarpanele können zwar im ersten Moment finanziell attraktiver erscheinen, doch auf lange Sicht werden sie sehr teuer werden, da sie üblicherweise von geringerer Qualität sind als teurere Produkte, wodurch eine höhere Ausfallrate entstehen kann oder ein Austausch erforderlich wird. Bei der Entscheidung für eine Photovoltaikanlage sollten Sie deshalb darauf achten, die langanhaltende Qualität zu wählen. Unser fachkundiges Team von Roofit.solar steht Ihnen gerne beratend zur Seite.

Bei Roofit.solar verwenden für die Herstellung unserer 2-in-1-Solardächer ausschließlich Materialien von höchster Qualität. Für unsere Solarwechselrichter, Batterien und andere notwendige Geräte verwenden wir bekannte Marken wie Huawei und Fronius. Das Resultat ist ein langlebiges und elegantes Solardach.

Außerdem sollten Sie bei der Anschaffung einer Photovoltaikanlage darauf achten, dass Sie mit zertifizierten Fachleuten zusammenarbeiten, die sich mit den richtigen Installationstechniken auskennen und Ihr Dach richtig ausrichten. Auf diese Weise kann Ihr System mit dem höchsten Wirkungsgrad arbeiten und sogar über seine Lebenserwartung hinaus halten. 

Roofit.solar arbeitet ausschließlich mit zertifizierten Dachplanern und sorgfältig ausgewählten Dachdeckerfachbetrieben zusammen. So können Sie sicher sein, dass Ihr Dach mit höchster fachlicher Kompetenz installiert wird. 

Um die Nutzungsdauer Ihrer PV-Anlage zu verlängern, sollten sie diese zudem regelmäßig warten und reinigen. Auch hierbei stehen wir Ihnen zur Seite. Mit unserem After-Sales-Kundendienst stellen wir sicher, dass alles reibungslos funktioniert und Sie angemessene Wartungsarbeiten erhalten.

Roofit.solar bietet Komplettpakete für Solardächer für Privathaushalte und Unternehmensgebäude an. Damit haben Sie von der Dachplanung und 3D-Zeichnung über Analyse und Berechnungen bis hin zur elektrischen Verkabelung und Netzanschluss für Ihr Solardach alles abgedeckt.

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