Die sogenannten Matrix-Schindelmodule sind eine Entwicklung der M10 Industries AG und des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Zusammen mit dem neuen Verbindungskonzept für die Siliziumzellen haben die Projektpartner auch einen neuen Stringer entwickelt. Die erste Fertigungsanlage haben sie im Projekt „Shirkan“ gebaut, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde. Die Maschine ordnet die Zellen für die Schindel-Solarmodule versetzt zueinander an, ähnlich wie Steine in einem Mauerwerk. Das Ergebnis sei eine erhöhte Effizienz, ein homogenes Erscheinungsbild der Module und eine verbesserte Verschattungstoleranz, erklärt das Fraunhofer ISE.

Bessere Flächenausnutzung und geringerer Strom führen zu mehr Effizienz

In den Schindel-Modulen sind schmale Streifen von Solarzellen mit elektrisch leitfähigen Klebstoffen zu Strings verbunden. Die Zellen überlappen sich dabei minimal. Das bringt zwei Vorteile: Es gibt keine Zwischenräume und die obere Zelle überdeckt jeweils den Busbar der unteren.

Das Teilen der Solarzellen in schmale Streifen verstärkt zudem den Effekt, den man schon bei den modernen Halbzellenmodulen nutzt. In den kleineren Zellen fließen nämlich geringere Stromstärken. Das reduziert die Verluste. Um trotz geringerer Stromstärke auf die selbe Leistung zu kommen, nutzt man mehr Strings.

Zusätzlich werden die Schindel-Zellen versetzt angeordnet. Das ermögliche eine vollständige und homogene Belegung der gesamten Modulfläche, so das Fraunhofer ISE. In der Summe würden diese Effekte dazu führen, dass die Matrix-Schindelmodule relativ gesehen 2 bis 6 Prozent effizienter sind als herkömmliche Halbzellenmodule mit Drahtverschaltung.

Bei Teilverschattung bis zu doppelt so hohe Leistung wie Standardmodule

Darüber hinaus zeichnet sich die Matrix-Schindeltechnologie durch eine sehr hohe Toleranz gegenüber Teilverschattung aus. Der Strom kann durch die Matrix-Anordnung die verschatteten Bereiche umfließen. Wie stark der Effekt ist, hängt von der Form und Größe des Schattens ab. Bei bestimmten Verschattungssituationen könnten die Schindel-Module doppelt so viel Leistung liefern wie herkömmlich verschaltete Photovoltaik-Module. Weitere Details zu diesem Effekt finden sich in einer Veröffentlichung des Fraunhofer ISE.  

Farbige Schindel-Module für Fassadenintegration

„Matrix-Schindelmodule sind prädestiniert für integrierte Anwendungen, insbesondere in Gebäudefassaden“, findet Achim Kraft, Gruppenleiter Verbindungstechnologie am Fraunhofer ISE. Gerade dort käme es auf maximale Flächenausnutzung, Verschattungstoleranz und eine ansprechende Ästhetik an. Er verweist auch auf die spezielle Morphocolor-Technik. Mit dieser speziellen Farbschicht könnten die Module in Fassaden besonders unauffällig integriert werden – oder auch spezielle Akzente setzen.  

Neuer Schindel-Stringer ist so schnell wie konventionelle Maschinen

Der neue Stringer von M10 Industries AG soll die Herstellung der Matrix-Schindelmodulen im industriellen Maßstab ermöglichen. „Durch den Matrix-Ansatz konnten wir ein völlig neues Maschinenkonzept umsetzen“, erklärt Phillipp Zahn, Vorstandsmitglied der M10 Industries AG. Dadurch habe die Anlage einen wesentlich höheren Durchsatz als klassische Schindel-Stringer. Sie stehe herkömmlichen Stringern im Megawatt-Output in nichts nach, sagt Zahn. Pro Stunde verarbeite der Matrix-Stringer vollautomatisiert 12.000 Schindelzellen. Die Anlage lasse sich auch in konventionelle Modul-Fertigungslinien integrieren. Die Verbindung der Solarzellen erfolgt komplett bleifrei.

Der Prototyp der Maschine ging nach sieben Monaten Entwicklungszeit in Betrieb. Er steht in Freiburg. Prototypen der Matrix-Schindelmodule gibt es dagegen auf der Intersolar Europe Restart 2021 in München zu sehen – dank Morphocolor-Technik in grün und in blau.

Die Firma GreenAkku hatte im Mai bereits ein glasfreies Schindel-Solarmodul für den mobilen Einsatz vorgestellt.

5.10.2021 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH