Technologie

PV-Wirkungsgrade genauer bestimmen

12.05.2020 - Messunsicherheit konnte im Freiburger Kalibrierlabor für Solarmodule gesenkt werden.

Die Mess­unsicherheit ist ein entscheidender Faktor für die Qualitäts­sicherung in der Modul­produktion und bei Investitionen in Photovoltaik-Kraftwerke. Modul­hersteller, die eine verkaufte Leistung ihrer Produkte garantieren, können durch genauer kali­brierte Referenz­module die Toleranzen in ihren Datenblatt-Angaben senken. Angesichts von Produktions­mengen im Gigawatt-Maßstab geht es dabei um beträcht­liche Leistungen und Kosten. Auch Investoren profitieren von geringeren Mess­unsicher­heiten bei der Charak­terisierung von Modulen, da die Simulation der Erträge von PV-Kraft­werken und damit die Rendite­berechnung präziser werden.

„Bei einer weltweiten Modul­produktion von etwa einhundert Gigawatt entspricht ein Prozent Mess­unsicher­heit einem Gigawatt Leistungs­unsicherheit, das sind bei heutigen Preisen etwa 300 Millionen Euro. Hohe Präzision zahlt sich für Anbieter wie für Kunden aus“, sagt Harry Wirth, Bereichs­leiter Photo­voltaik-Module und Kraftwerke am Fraunhofer ISE. Nun konnte das Kalibrier­labor CalLab PV Modules bei der Reakkredi­tierung nach der neuen Norm DIN EN ISO/IEC 17025:2018 mit deutlich verschärften Anforderungen an Labors nachweisen, dass es seine Mess­unsicherheit von 1,3 auf 1,1 Prozent für mono­faziale Photovoltaik­module gesenkt hat.

„Ein großer Vorteil unseres Kalibrier­labors ist die Verbindung dieser höchst präzisen Messungen mit den Kapazitäten für die Bearbeitung auch größerer Stück­zahlen. Wir können 5000 Module pro Jahr messen und dabei kurze Bearbeitungs­zeiten einhalten", sagt Frank Neuberger, Leiter des CalLab PV Modules. Die vier Simulatoren des Labors können je nach Modul­technologie unterschiedliche Anfor­derungen erfüllen. Als eines der ersten akkre­ditierten Kalibrier- und Prüflabors weltweit verfügt das CalLab PV Modules über einen selbst entwickelten Teststand für die Kali­brierung von bi­fazialen Modulen, die Mess­unsicherheit für diese Technologie wurde nun von 2,5 auf 1,8 Prozent gesenkt.

Neben der Kalibrierung bei Standard­testbedin­gungen (STC) werden im Kalibrier­labor umfassende Performance-Tests durchgeführt, insbesondere bei verringerter Einstrahlung, abweichender Temperatur und geneigtem Licht­einfall. Auf Basis von präzisen Power Rating Messungen gemäß IEC 61853 erstellen die Experten Ertrags­simulationen – unter­schiedliche Modultypen können so für definierte Standorte sehr genau verglichen werden. „Durch die Optimierung des Sonnen­simulators für diese Messungen konnte die Genauigkeit besonders bei Schwachlicht weiter verbessert werden. Damit haben wir die Unsicher­heit bei der Ertrags­simulation deutlich reduziert“, sagt Neuberger.

Darüber hinaus unterstützt das CalLab PV Modules Investoren von PV-Kraftwerken mit indivi­duellen Prüf­verfahren bei der Auswahl von Lieferanten und der Qualitäts­sicherung im Einkauf. Das CalLab PV Modules hat nicht nur die Reakkre­ditierung nach der neuen Norm DIN EN ISO/IEC 17025:2018 bestanden, sondern stellt sich auch regelmäßig dem Vergleich mit den besten Kalibrier­labors der Welt. Aktuell befindet sich das CalLab PV Modules in einem Ring­vergleich mit den weltweit führenden Einrich­tungen NREL (USA), JRC (Italien) und AIST (Japan).

Fh.-ISE / JOL

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