Die Preise für viele Photovoltaik-Module sind im August 2022 nicht mehr gestiegen. Bei Standard-Mainstream und bei den hocheffizienten Photovoltaik-Modulen ist der Preisanstieg mittlerweile zum Erliegen gekommen. Dies ist laut Martin Schachinger, Geschäftsführer von pvXchange, im Wesentlichen auf ein gewisses Überangebot zurückzuführen. Rein schwarze Module oder Produkte mit Zellen in Schindeltechnik sind jedoch weiterhin nur schwer zu bekommen. Bei den Low-Cost-Produkten kam es aber weiterhin zu einem Preisanstieg.

Lesen Sie hier den Gastkommentar von Martin Schachinger und Falko Krause, der sich über den Preisindex hinaus diesmal mit den messtechnischen Untersuchungen von Photovoltaik-Anlagen beschäftigt.

Drum prüfe wer sich ewig bindet – messtechnische Bewertung von Photovoltaik-Anlagen

Gut, eine Photovoltaikanlage ist vielleicht nicht für die Ewigkeit gebaut, sie muss ihren Dienst jedoch für eine sehr lange Zeit möglichst störungsfrei tun. Eine regelmäßige Kontrolle der Installation ist daher die Grundvoraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb. In vorangegangenen Artikeln wurde ja bereits auf visuelle Bewertungsverfahren auf Modulebene und deren Wichtigkeit eingegangen. Dieses Mal stehen weitergehende messtechnische Untersuchungen im Fokus. Zunächst aber noch ein paar Worte zur aktuellen Marktsituation und zur Entwicklung der Preise für Photovoltaik-Module im August 2022.

Bei Standard-Mainstream und bei den hocheffizienten Photovoltaik-Modulen ist der Preisanstieg mittlerweile zum Erliegen gekommen. Dies ist im Wesentlichen auf ein gewisses Überangebot zurückzuführen. Nicht bei allen, aber bei vielen mehr oder weniger bekannten Marken beginnen sich die PV-Module in Rotterdam zu sammeln. Dies liegt unter anderem an größeren Verzögerungen bei der Zollabwicklung, insbesondere aber daran, dass bestellt PV-Module aufgrund fehlender Restkomponenten nicht oder mit sehr viel Verspätung erst abgerufen werden. Immer wieder kommen daher größere Mengen Projektmodule zu moderaten Preisen auf den Markt. Rein schwarze Module oder Produkte mit Zellen in Schindeltechnik sind jedoch weiterhin nur schwer zu bekommen. Anstatt auf versprochene Lieferungen zu warten und Däumchen zu drehen bietet es sich an, sich dem Bestandsanlagenservice zu widmen, vorhanden Installationen routinemäßig zu überprüfen und eventuelle Mindererträge einmal genauer anzuschauen.

Verpflichtende Überprüfungen sollen sicheren Betrieb der PV-Anlagen gewährleisten

PV-Anlagen sind elektrische Anlagen im Sinne der DIN VDE 0100. Hierzu zählen alle elektrischen Komponenten der PV-Anlage als Betriebsmittel speziell der DIN VDE 0100-712 und 0100-600. Nicht zu vergessen sind die Anforderungen nach VDE 0105-100 0126-23 (DIN EN 62446) die die wiederkehrende Prüfung vorschreibt, bei der die allgemein anerkannten Regeln der Technik zu berücksichtigen sind – in der zum Zeitpunkt der Errichtung der elektrischen Anlage gültigen Fassung. Die im Detail anzuwendenden Normen sind von der verantwortlichen Elektrofachkraft zu bewerten und umzusetzen.

Durch diese verpflichtenden Anlagenüberprüfungen werden fundierte Fakten geschaffen, die in erster Linie den sicheren Betrieb der Anlage gewährleisten, aber auch den wirtschaftlichen Betrieb sicherstellen sollen. Somit können gezielt betroffene Betriebsmittel wie fehlerhafte Solarmodule, Wechselrichter, erhöhte Übergangswiderstände durch lose Klemmen oder Verbindungsmittel sowie optisch nicht erkennbare Degradationsmechanismen rechtzeitig erkannt werden. Dadurch lassen sich im Vorfeld beschädigte Komponenten herausfiltern, um die Instandsetzungskosten so gering wie möglich zu halten.

Diese vorgeschriebene und kontinuierliche Anlagenüberprüfung führt man leider nicht immer durch. Bei fehlerhaften Anlagenteilen sollte man die möglichen Fehler mit der verantwortlichen Elektrofachkraft vorab eingrenzen und die genaue Herangehensweise besprechen. Dies betrifft nicht nur große Dach und Freiflächenanlagen, sondern gilt genauso auch für kleine bis mittlere Aufdachanlagen. Die Überprüfung beginnt immer mit dem Besichtigen der Anlagenteile und anschließendem Erproben und Messen. Die Tests sind sowohl für alle Wechsel-, als auch Gleichstromkreise durchzuführen und haben nach den normativen Anforderungen zu erfolgen.

Sehr häufig unterschätzt und vernachlässigt man zum Beispiel die Durchgangsprüfung. Dies gilt nicht nur für die Erdungs- und Potentialausgleichsverbindungen in der elektrischen Anlage, sondern umfasst auch Schalter, Sicherungen, elektrische Verbindungen, Leiter und andere Bauteile. Die Bewertung des Widerstands gibt unter anderem Hinweise darauf, mit welchem Spannungsabfall zu rechnen ist. Eine ordnungsgemäße Erdung von Photovoltaiksystemen reduziert das Risiko eines elektrischen Schlags für das Personal und die Auswirkungen von direkten oder indirekten Überspannungen.

Isolationswiderstand essentiell für den Personen- und Anlagenschutz

Auch der Isolationswiderstand elektrischer Betriebsmittel ist essentiell für den Personen- und Anlagenschutz bei Photovoltaikinstallationen. Hier kann der Experte sehr gut Rückschlüsse auf den elektrischen Zustand aller Anlagenteile ziehen. Jedoch unterliegt der Isolationswiderstand immer einer natürlichen Alterung, aber auch Feuchtigkeit, Staub, Montagefehler, Verbiss durch Nager etc. können einen wesentlichen Einfluss auf die Isolationsfestigkeit haben. Oft sind bei den Wiederholungsprüfungen Diskrepanzen bei den angelegten Sicherheitsgrenzwerten (0,25 MΩ, 1 MΩ, 2 MΩ) zu sehen. Denn diese Werte beschreiben lediglich den Zustand. In der Praxis sollte man höhere Werte erreichen. Zum Beispiel im Außenbereich müssen die Isolationswerte auch bei unterschiedlichen Wettereinflüssen, etwa bei Hitze und Feuchtigkeit, eine ausreichende Isolationsfestigkeit aufweisen. Hier ist oft die Erfahrung der Elektrofachkraft gefragt, denn diese muss final abwägen und entscheiden, ob der Weiterbetrieb erfolgen kann.

Eine weitere Maßnahme für Qualitätsuntersuchungen von Solarmodulen im installierten Zustand und zur Bestimmung der Leistung (bezogen auf STC-Werte zur Überprüfung der Einhaltung herstellerseitiger Leistungsgarantien) ist die Kennlinien-Messung im Feld. Neben den grundlegenden Werten von Strom, Spannung und Leistung kann man hier weitere Parameter der Solarmodule messen beziehungsweise berechnen. Beispielsweise bei Messungen auf Strangebene gibt der Serienwiderstand Aufschluss über Fehler in der Verkabelung oder den Steckverbindern. Der Parallelwiderstand erlaubt Rückschlüsse auf den Füllfaktor also die Qualität.

Die Messung auf Modulebene des internen Serienwiderstandes ermöglicht eine Überprüfung der Zellkontaktierungen, Stecker und Leitungen. Dies kann jedoch nur als Indikator dienen, da die Hersteller in den allermeisten Garantie- oder Gewährleistungsfällen Leistungsmessungen auf Modulebene fordern und man diese unter Laborbedingungen oder im besten Fall von einem akkreditierten Labor durchführen lassen muss. Es müssen im Feld eine Reihe von Voraussetzungen erfüllt sein, um überhaupt die für einen Garantiefall vom Hersteller geforderte Genauigkeit zu erreichen. Mit geeigneten Messgeräten können meist Kombimessungen erfolgen, bei denen man die Leerlaufspannung, Polarität und Kurzschlussstrom nachweisen kann.

Überblick mittels Drohne verschaffen

Um sich möglichst schnell und großflächig einen Überblick zu verschaffen, wird die Anlage oft mittels einer Drohne abgeflogen, an der eine Thermografiekamera befestigt ist. Mit den dadurch sichtbar gemachten heißen Stellen kann man auffällige Anlagenteile vorab bewerten und anschließend gezielter untersuchen.

Diese thermografische Inspektion beinhaltet die Überprüfung von elektrischen Leitungen, Verteilungen, Sicherungen, Schaltern, Wechselrichtern, Transformatorstationen, Steckern und elektrischen Verbindungen. Mit dieser sicheren Überprüfung elektrischer Anlagenteile können recht schnell Fehler aufgedeckt und mögliche Ursachen wie lose Kontaktstellen oder Überspannungsschäden festgestellt werden. Somit trägt diese Überprüfung maßgeblich zum Brandschutz der elektrischen Anlage bei, die Verfügbarkeit der Stromerzeugung wird sichergestellt und die Qualität der Solarmodule überprüft. Wir reden hier über eine Messtechnik, die mit vergleichsweise geringem Aufwand bereits viel Nutzen bringt und im laufenden Betrieb der Anlage eingesetzt werden kann.

Auch die Elektrolumineszenz (EL-)Prüfung der Solarmodule entwickelt sich im Feld bei Inbetriebnahmen sowie der Überprüfung von Bestandsanlagen immer mehr zum Qualitätsstandard. Durch Rückbestromung der Module emittiert für das Auge unsichtbare Elektrolumineszenzstrahlung, welche von einer hochsensitiven Kamera detektiert werden kann. Ist hier eine Verbindung zum Zellbereich verschlechtert oder ganz unterbrochen wird ein geringer Strom eingebracht und das EL-Bild zeigt dunkle Bereiche. Mechanisch beschädigte Zellen – sogenannte Microcracks – sind einer der am häufigsten auftretenden Defekte in Bestandsanlagen, die durch unterschiedliche Ursachen hervorgerufen werden können. Jedoch kann mit dem Verfahren nicht direkt auf die Leistungsfähigkeit geschlossen werden.

Diese kamerabasierten Prüfverfahren sind ein praktikabler Ansatz, um Produktionsfehler oder Defekte durch Sturm, Hagel, Transport und Montage in Solarmodulen schnell und kostengünstig zu identifizieren, die bei einer gewöhnlichen STC Messung oder thermografischen Inspektion nicht erkannt worden wären.

Normgerechte Installation und wiederkehrende Prüfung der Anlage sollte Standard sein

Diese Beispiele zeigen, dass Solaranlagen komplexe technische Installationen sind und eine breite Palette von unterschiedlichsten elektrischen Betriebsmitteln haben. Eine normgerechte Installation und wiederkehrende Prüfung der Anlage sollte Standard sein. Nach unseren Erfahrungen ist dies leider oft nicht der Fall und man verzichtet unter anderem aus Kostengründen auf diese essentiellen Überprüfungen. Durch eine detaillierte Anlagenrevision und messtechnische Überprüfung mit oben aufgeführten Messmethoden, ergibt sich oft ein großes Potential zur Anlagenoptimierung. In diesem Zuge sollte man auch etwaige Gewährleistungs- und Garantieansprüche prüfen und verifizieren. Darüber hinaus kann sich ein zusätzliches Repowering-Potenzial zur Erweiterung der Bestandsanlage ergeben. Dies ist aber eine andere Geschichte, die wir zu geeignetem Zeitpunkt an dieser Stelle erzählen werden.

Falko Krause, Martin Schachinger

Falko Krause ist Mitbegründer und CTO der GME clean power AG. Als TÜV zertifizierter Gutachter ist er national und international in der technischen Beratung, Anlagenplanung und Qualitätsbewertung tätig. Schwerpunkte der GME clean power AG sind die Optimierung von Bestandsanlagen (Revamping & Repowering) und Entwicklung von ökologisch und ökonomisch sinnvollen Photovoltaikprojekten.

Martin Schachinger ist studierter Elektroingenieur und seit über 20 Jahren im Bereich Photovoltaik und Regenerative Energien aktiv. 2004 machte er sich selbständig und gründete die international bekannte Online-Handelsplattform pvXchange.com, über die Großhändler, Installateure und Servicefirmen neben Standardkomponenten auch Solarmodule und Wechselrichter beziehen können, welche nicht mehr hergestellt werden, aber für die Instandsetzung defekter Photovoltaikanlagen dringend benötigt werden.

22.8.2022 | Quelle: pvXchange | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH