Forschung - aktuelle Projekte

Langzeitmessungen

Das Solarkraftwerk Mont-Soleil ist eine der wenigen grossen PV-Anlagen weltweit, welche seit mehr als 25 Jahren noch mit den anfänglich installierten Solarmodulen in Betrieb ist. Die Anlage bietet die Möglichkeit, die Alterung von Modulen und übrigen Systemteilen direkt zu untersuchen. Durch die grosse Anzahl der verbauten Module lassen sich statistisch relevante Ergebnisse erzielen. Aus diesem Grund bildet die Anlage einen wichtigen Pfeiler des Projekts «Langzeitverhalten von netzgekoppelten Photovoltaikanlagen» des Photovoltaiklabors der BFH in Burgdorf.

Um die Energieproduktion und das Betriebsverhalten von Photovoltaikanlagen verschiedener Grösse und an verschiedenen Orten über lange Zeit in stringenter Weise miteinander vergleichen zu können, muss als Grundlage zwingend eine normierte Datenauswertung stehen. Entsprechend wurde in den 1990er Jahren an der BFH Burgdorf (Prof. H. Häberlin) eine für die Langzeituntersuchung verwendete Systematik beschrieben und seither konsequent angewendet, welche namentlich auch eine detaillierte Analyse von sporadischen Fehlfunktionen (z.B. Maximum-Power-Tracking-Fehler beim Wechselrichter, (Teil-)Beschattung oder Schneebedeckung des Generators) usw. erlaubt.

Ein wichtiges Ergebnis der Langzeit-Messungen ist die Quantifizierung und Erklärung der Leistungsdegradation. Es sei darauf hingewiesen, dass selbst bei Vorliegen einer robusten Datengrundlage deren Auswertung einerseits ein sehr gutes Verständnis vom Betriebsverhalten der Anlage und andererseits von statistischen Methoden voraussetzt. Die diesbezüglichen Arbeiten wurden deshalb auch im Jahr 2018 an der BFH Burgdorf fortgeführt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die für das Sonnenkraftwerk Mont-Soleil festgestellte jährliche Degradation von 0,13% auf den ersten Blick eine sehr hohe Lebensdauer der Solarmodule (40 Jahre und mehr) erhoffen lässt. Es gibt jedoch Erfahrungen mit sehr alten PV-Paneelen (z.B. TISO-10-kW-Anlage der Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana SUPSI in Cannobio), die darauf hindeuten, dass der annähernd lineare Degradationsprozess ab einem gewissen Anlagealter (typischerweise >30 Jahre) in einen nicht linearen, schneller werdenden Zerfallsprozess übergeht, so dass eine Betriebsdauer von 40 Jahren und mehr nur bedingt realistisch erscheint. Wahrscheinlich ist es deshalb ratsam für einen PV-Betreiber, sich an der jährlich publizierten «Markterhebung Sonnenenergie» des Bundesamts für Energie zu orientieren, in welcher derzeit von einer mittleren Lebensdauer eines PV-Panels von 33 Jahren ausgegangen wird.