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Photovoltaik Alterung oder Degradation

Photovoltaikanlagen überzeugen mittlerweile nicht nur mit immer besseren Wirkungsgraden, sondern zudem mit einer sehr hohen Zuverlässigkeit und einer sehr langen Haltbarkeit. Im Kontext der langfristigen Nutzung spielt der Begriff der sogenannten Degradation eine wichtige Rolle.

Diese ist also im Zusammenhang mit einer Betrachtung der Wirtschaftlichkeit über einen langen Zeitraum hinweg von Bedeutung. Doch was genau verbirgt sich hinter diesem Begriff und welche Auswirkungen hat dieser auf die möglichen Erträge der neuen Photovoltaikanlage?

Was ist die Degradation von Solarmodulen?

Die Degradation beschreibt einen zunehmenden Leistungsverlust einer Photovoltaik-Anlage bzw. im Speziellen der verwendeten Solarmodule. Der Grund hierfür liegt ganz einfach in der Alterung begründet. Denn je älter Materialien werden, desto mehr nagt der sprichwörtliche Zahn der Zeit an diesen. Hier machen auch die Photovoltaikanlagen und die Solarmodule keinen Unterschied, auch hier altern die verwendeten Materialien und verändern sich mit der Zeit. In der Folge nimmt die Leistungsfähigkeit der Anlage immer weiter ab.

Welche Zeiträume werden bei der Degradation betrachtet?

Durch technische Fortschritte bei der Fertigung und die Nutzung besonders hochwertiger Materialien fällt die Haltbarkeit moderner Solarmodule deutlich besser aus. Im Vergleich zu den letzten Jahren konnten hier also deutliche Fortschritte erzielt werden, dies zeigt auch ein kurzer Blick auf die Garantiezeiten der Hersteller. Nicht selten geben diese mittlerweile eine Leistungsgarantie von zehn, 15 oder sogar 20 Jahren. Bei der Degradation betrachten Experten deshalb einen Zeitraum von etwa 20 bis 25 Jahre.

Generell darf von einem Leistungsverlust im Rahmen von 0,5 Prozent pro Jahr ausgegangen werden. Dies bedeutet, dass die verwendeten Solarmodule nach einer Nutzungszeit von zehn Jahren noch etwa 95 Prozent Leistung erbringen können. Dies deckt sich auch in etwa mit den Garantien der Hersteller, die in vielen Fällen nach zehn Jahren Nutzung noch mindestens 90 Prozent Leistung zusichern

Wie sieht die Degradation bei kristallinen Modulen aus?

Bei kristallinen Modulen fällt die Degradation im Laufe der Jahre deutlich geringer aus, wissenschaftliche Untersuchungen ergeben hier einen Wert von etwa 0,5 Prozent der Leistung pro Jahr. Allerdings tritt zusätzlich eine große Degradation in den ersten Tagen nach der Inbetriebnahme auf, diese liegt bei etwa ein bis zwei Prozent.

Dieser Wert fließt allerdings meist bereits bei der Berechnung des Wirkungsgrads ein. Somit geben die Hersteller einen Wert von über 100 Prozent an. Warum eine entsprechende Degradation stattfindet, ist bisher im Übrigen aus wissenschaftlicher Sicht nicht geklärt. Einen Unterschied zwischen mono- und polykristallinen Modulen gibt es hier im Übrigen nicht.

Wie sieht die Degradation bei Dünnschichtzellen aus?

Die Degradation sieht bei Dünnschichtzellen allerdings ganz anders aus. Hier erfolgt vorwiegend in den ersten 1000 Betriebsstunden ein großer Leistungsverlust von bis zu 25 Prozent. Wenn dieser Abfall der Leistung allerdings einmal erfolgt ist, ist in den folgenden Jahren so gut wie keine weitere Degradation mehr zu beobachten.

Als Ursache gilt der sogenannte Staebler-Wronski-Effekt, der sich mit der Veränderung des Siliziums durch den Lichteinfall beschäftigt. Handelt es sich bei den Solarmodulen um CIS-Zellen, trifft dieser Effekt im Übrigen nicht zu, hierbei kommt es eher zur beschriebenen Degradation der kristallinen Module.