Ab einem gewissen Zeitpunkt X wird die Leistung und damit der Wirkungsgrad von Solarmodulen sinken. Dieser Prozess wird als Degradation bezeichnet und beschreibt eben diesen altersbedingten Leistungsverlust.
Jegliche verfügbaren Werkstoffe werden über die Zeit schwächer, jedoch verhalten sich diverse Bauweisen und Module sehr differenziert. Bei Solarmodulen wird die Degradation über einen Zeitraum von circa 25 bis 30 Jahren betrachtet. Üblich sind heute Leistungsgarantien der Hersteller über 25 bis 30 Jahre, die über diesen Zeitraum einen Leistungsverlust von 10 bis 15 % zulassen.
Tatsächlich verlieren Module im Durchschnitt nur rund 0,15 % ihrer Leistung pro Jahr (Fraunhofer ISE).
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Definition | Degradation bezeichnet den Leistungsverlust von Photovoltaikmodulen im Laufe der Zeit |
| Ursachen | Umwelteinflüsse, Materialermüdung, Fertigungsfehler, Verschmutzung |
| Leistungsabfall | Jährlicher Leistungsverlust in Prozent, im Durchschnitt rund 0,15 % (Fraunhofer ISE) |
| Lebensdauer | PV-Module haben eine Nutzungsdauer von knapp 30 Jahren, abhängig von der Degradation |
| Lichtinduzierte Degradation (LID) | Leistungsverlust kurz nach Inbetriebnahme, hauptsächlich bei kristallinen Siliziumzellen |
| Potenzialinduzierte Degradation (PID) | Spannungsbedingter Leistungsverlust, verursacht durch hohe Spannung im Modul |
| Temperaturabhängigkeit | Erhöhte Temperaturen können zu schnellerer Degradation führen |
| Feuchtigkeit | Feuchtigkeit kann in das Modul eindringen und Korrosion verursachen |
| Materialien | Qualität der Materialien und Herstellungsverfahren beeinflussen Degradationsrate |
| Monitoring und Wartung | Regelmäßige Überwachung und Wartung können Degradation reduzieren und Erträge optimieren |
kristalline Module vs Dünnschichtmodule
Kristalline Module weisen bei der Inbetriebnahme einen sofortigen Wirkungsgradverlust von ca. 2 % auf, welcher aber vom Hersteller in den technischen Spezifikationen bereits mit einberechnet ist. Nach diesem einmaligen Verlust beläuft sich die Degradation auf durchschnittlich nur rund 0,15 % pro Jahr. Hier spielt der Unterschied zwischen mono- und polykristallinen Modulen keine Rolle.
Dünnschichtmodule hingegen weisen anfangs eine sehr hohe Degradation auf. Sie verlieren in den ersten 1000 Betriebsstunden einen beträchtlichen Wirkungsgradverlust von 25 % auf. Dieser Verlust ist auf den Staebler-Wronski-Effekt zurückzuführen. Er beschreibt die lichtinduzierte metastabile Änderungen der Eigenschaften von hydriertem amorphem Silizium, welches im Wesentlichen bedeutet, dass sich der primäre Werkstoff Silizium durch die eingehenden Lichtstrahlen minderwertiger wird. Nach diesem Anfangsverlust ist die langfristige Degradation nahezu zu vernachlässigen.
