Verlieren PV-Module an Leistung?

Zunächst zur Begriffsklärung: als Degradation wird eine Leistungsminderung mit zunehmendem Alter einer Photovoltaikanlage bezeichnet. Speziell geht es hier um die Solarmodule. Einflussfaktoren sind neben Klima- und Witterungsverhältnissen vor allem die Art der Montage, die Nutzungsdauer und das Material sowie die Verarbeitung der Solarzellen.

Durch technische Fortschritte bei der Herstellung und die Verwendung hochwertiger Werkstoffe werden moderne Solarmodule immer langlebiger. Die mittlere Lebensdauer einer Photovoltaikanlage beträgt derzeit zwischen 25 bis 35 Jahren. Daran orientieren sich auch die Leistungsgarantien der Hersteller. Üblich ist eine prozentuale Staffelung über einen Zeitraum von derzeit 20 Jahren, mitunter auch darüber hinaus. Im Durchschnitt werden nach Ablauf dieser Zeit noch 80% der Leistung garantiert. Danach produzieren die Panels natürlich weiterhin Energie, wenn auch mit einem geringeren Wirkungsgrad. An diesem Punkt ist es dann sinnvoll, über eine Modernisierung der Solarstromanlage nachzudenken.

Doch zurück zur Degradation. Fakt ist: ja, Solarmodule unterliegen einer Leistungsminderung. Das geschieht aber, je nach Typ, sehr langsam über einen Zeitraum von mehreren Jahren bzw. Jahrzehnten.

Wichtig ist es, hierbei zwischen kristallinen Solarzellen und Dünnschichtzellen zu unterscheiden.

In Deutschland zeigten wissenschaftliche Untersuchungen des Fraunhofer Instituts ISE für kristalline Aufdachanlagen eine durchschnittliche jährliche Degradation der Nennleistung von ca. 0,15 %. In den ersten Tagen nach Inbetriebnahme kam häufig eine lichtinduzierte Degradation (LID) von 1 bis 2 % hinzu. Die Anfangsdegradation wird in der Regel schon bei der Berechnung des Wirkungsgrads berücksichtigt, sodass die Module zu Beginn über 100 % der angegebenen Leistung bringen. In der Regel wird von den Herstellern für kristalline Module ein maximaler linearer Leistungsrückgang von 10 bis 15 % über 25 bis 30 Jahre Betriebsdauer angegeben und ist auch in den Leistungsgarantien verankert.

Etwas anders sieht die Degradation bei Dünnschichtzellen aus. Da es sich hierbei um sehr moderne Module handelt, gibt es noch keine langjährigen Auswertungen. Oft kam es aber in den ersten 1000 Betriebsstunden zu einer lichtinduzierten Anfangsdegradation von bis zu 25 Prozent. In den Folgejahren blieb der Wirkungsgrad dann annähernd konstant. Als Ursache gilt der sogenannte Staebler-Wronski-Effekt. Er beschreibt Veränderungen in amorphem Silizium, die durch Lichteinfall hervorgerufen werden. Anlagenbetreiber brauchen sich auch hier keine Sorgen über die Leistungsminderung zu machen. Denn in den Herstellerangaben zur Nennleistung der Solarmodule ist der initiale Leistungsverlust bereits mit eingerechnet.

Eine Ausnahme im Bereich der Dünnschichtzellen bilden die sogenannten CIS-Zellen. Bei ihnen wird kein anfänglicher Leistungsverlust, sondern eher eine lineare Degradation wie bei den kristallinen Modulen beobachtet.