Wissenschaftler am Institut für Photovoltaik der Universität Stuttgart haben eine innovative Methode entwickelt, die es erlaubt, mithilfe von Lumineszenz-Bildern Schäden an Photovoltaik-Modulen schnell, vor allem aber erstmalig auch unabhängig von Lichtverhältnissen aufzudecken.
Das Solarzentrum Stuttgart, eine Arbeitsgemeinschaft des Instituts für Photovoltaik der Universität Stuttgart und des Steinbeis-Zentrums für Photovoltaik, integriert zusammen mit der HighFinesse GmbH die Tageslichtlumineszenz-Methode in das Messsystem DaySy. Damit lässt sich die Lumineszenz erstmalig auch tagsüber messen.
Eine Solarzelle generiert aus Licht Strom und umgekehrt aus Strom Licht. Die Solarzelle leuchtet allerdings nur dort, wo sie intakt ist. Diese Elektro-Lumineszenz ist jedoch für das menschliche Auge nicht sichtbar. Im Bild einer für die Solarzellen-Lumineszenz optimierten Kamera verraten die dunklen Stellen, wo Defekte vorliegen.
Bevor neue Photovoltaikmodule die Fabrik verlassen, werden sie standardmäßig auf Defekte überprüft. Allerdings können bereits auf dem Transportweg Schäden in Form von Mikrorissen und Zellbrüchen erzeugt werden. Eine nicht fachgerechte Montage fügt weitere hinzu. Diese Schäden machen sich meist erst nach mehreren Jahren in einer Minderleistung bemerkbar. Ein Austausch stark beschädigter Module ist ratsam, denn er kann die Leistung der Anlage überproportional steigern.
Defekte PV-Module konnten bisher entweder mittels Wärmebildkamera festgestellt werden, dies allerdings erst ab einer solaren Einstrahlung von über 700 W/m², oder aber per Elektrolumineszenz. Letzteres Verfahren war aber nur abends oder nachts erfolgreich, denn tagsüber überlagert die Sonneneinstrahlung die wesentlich schwächere Lumineszenz der Anlagen.
Die Tageslicht-Lumineszenz-Methode DaySy funktioniert nicht nur unabhängig vom Tageslicht, sie kann zudem durch die Kombination aus Elektrolumineszenz- und Photolumineszenz-Messungen die Art des Schadens eindeutig klassifizieren. Nach einer kurzen Messzeit von ca. 30 Sekunden pro Modul ermittelt DaySy die häufigsten Defekte, die bei Photovoltaikanlagen auftreten: gebrochene Zellverbinder, (Mikro-) Risse, inaktive Zellflächen, Verluste durch Serienwiderstände, schlechtes Schwachlichtverhalten sowie potientialinduzierte Degradation (PID).
Eine Ausstellung mit Live-Vorführung ist auf der Messe Intersolar in München vom 19. bis 21. Juni in Halle B6 an Stand 512 zu sehen.
(Universität Stuttgart, 18.06.2013 – KSA)
