Dunkelkennlinien Messungen als Methode zur Fehlerdiagnose an Photovoltaikanlagen

Es ist mittlerweile genau 4 Jahre her, seit ich zum ersten Mal hier im Blog über das Messen von Dunkelkennlinien an ganzen Solargeneratorsträngen im Feld berichtet hatte. Damals hatten wir gerade die ersten Tests gemacht und versucht heraus zu bekommen, ob diese Methode bei der Fehlerdiagnose an Solarstromanlagen sinnvoll einzusetzen sein würde. Heute, viele tausend Kennlinien später, möchte ich nun darüber berichten was genau man mit der Methode anfangen kann. Continue reading “Dunkelkennlinien Messungen als Methode zur Fehlerdiagnose an Photovoltaikanlagen”

Messung des Isolationswiderstandes an Photovoltaikanlagen

In einem etwas älteren Artikel hatte ich schon mal über Isolationsfehler an Photovoltaikanlagen geschrieben. Dort wurde in das Thema jedoch erstmal allgemein eingeführt. In diesem Artikel soll es nun darum gehen, wie man mit sogenannten ISO Fehlern in der Praxis umgeht und wie man diese möglichst rasch findet. Continue reading “Messung des Isolationswiderstandes an Photovoltaikanlagen”

Hagelschaden oder offene Zellverbinder die Lichtbögen zünden ?

Zum Blogartikel zur schleichenden Ertragsminderung an Solarstromanlagen der hier vor Kurzem veröffentlicht wurde möchte ich in diesem Artikel noch eine kurze Ergänzung und einen Erklärungsversuch für das beobachtete Phänomen liefern. Continue reading “Hagelschaden oder offene Zellverbinder die Lichtbögen zünden ?”

Die Erstinbetriebnahme von Photovoltaikanlagen

Viele Photovoltaikanlagen die uns in unserer täglichen Arbeit begegnen bleiben deutlich unter ihren Möglichkeiten in Bezug auf Stromertrag und Ausfallsicherheit. Teilweise bleiben einfache Fehler schon vom ersten Betriebstag an Jahre lang unerkannt und führen so zu dauerhaften Mindererträgen, die man leicht hätte vermeiden können. Grund genug einmal einen Artikel zu diesem Thema zu schreiben, der sich ausdrücklich an Betreiber von PV-Anlagen wendet und das sonst übliche Fachchinesisch hier im Blog zu vermeiden versucht. Continue reading “Die Erstinbetriebnahme von Photovoltaikanlagen”

Schleichende Ertragsminderung an Solarstromanlagen

In diesem Artikel geht es um die Beschreibung eines typischen Fehlers an Solarmodulen, der zu einer schleichenden Minderung des Stromertrages führt, ohne dass der Betreiber dies unmittelbar bemerkt. Das Phänomen wurde schon einmal in diesem Artikel  hier im Blog beschrieben. Da es relativ häufig auftritt, möchte ich es hier noch einmal etwas ausführlicher beschreiben. Continue reading “Schleichende Ertragsminderung an Solarstromanlagen”

Die PV Branche braucht einen professionellen Umgang mit Problemen

if you don’t fail you are not innovative enough
Wer Fortschritt und technische Innovationen haben möchte, muss neue Dinge ausprobieren. Elon Musk bringt es auf den Punkt mit dem Satz „if you don’t fail you are not innovative enough“ Niemand, der Neues probiert, kann im Vorfeld einer Markteinführung alle Eventualitäten späterer Probleme zu 100% abschätzen und alle Risiken vermeiden. Jede unternehmerische Investition ist daher mit Risiken verbunden und die Ökonomen erklären uns, dass die Verzinsung auf das eingesetzte Kapital eine Prämie für das eingegangene Risiko darstellt. Lässt man das Geld unter dem berühmten Kopfkissen liegen, ist es eben sicherer, als es in ein unternehmerisches Vorhaben mit ungewissem Ausgang zu investieren. In der Photovoltaikbranche sind wir darauf angewiesen, die Preise immer mehr nach unten zu senken, damit Solarstrom konkurrenzfähig und irgendwann sogar einmal billiger wird als die mit Erdöl und Erdgas bereit gestellten Energieprodukte. Das ist (hoffentlich) unser aller Ziel und niemand wird sagen können, dass dieses Ziel erreicht werden kann, ohne jegliches Risiko einzugehen.
In der Photovoltaikbranche werden diese Risiken auf allen Wertschöpfungsebenen eingegangen, sei es bei der Einführung neuer Verfahren zur Silizium Herstellung, sei es bei der Zellherstellung, der Modulherstellung, bei der Erprobung neuer Einbettungsverfahren für die Zellen oder sei es beim Endkunden, der sich schließlich eine PV Anlage auf seine Gewerbeimmobilie oder sein Privathaus installiert. Keine dieser Investitionen ist ohne Risiko und wer sich nicht selbst was vormacht, weiß das auch. Dafür wird die Bereitschaft zum Eingehen dieses Risikos ja auch mit einer entsprechenden Prämie, nämlich der Verzinsung des eingesetzten Kapitals, belohnt.

Was passiert nun, wenn der Fall eintritt, dass sich herausstellt, dass an einer Stelle der Wertschöpfungskette ein Problem auftritt, und das eingegangene Risiko offenbar zu groß war ?
Das ist keineswegs die totale Katastrophe, sondern ein ganz normaler Vorgang. Sicherlich kann und muss man sich zu Recht darüber unterhalten, wie groß ein Risiko maximal sein sollte und dass es ein No Go ist, wenn andere massiv bedroht werden oder es vielleicht sogar lebensgefährlich wird.

Ich habe diese lange Vorrede zu meinem eigentlichen Thema gewählt, weil ich klar machen will, dass wir nur durch Trial and Error lernen und besser werden können und dass wir als Branche dazu verdammt sind, Dinge auszuprobieren und damit eben auch Fehler zu machen. Wenn dann allerdings ein Problem auftritt, sind wir moralisch dazu verpflichtet, mit diesem Problem auch transparent umzugehen und dafür zu sorgen, dass der eingetretene Schaden auch entsprechend dem eingegangenen Risiko fair unter allen Marktpartnern verteilt wird. Es kann eben nicht sein, dass man auf einer bestimmten Wertschöpfungsebene ein Problem erkennt und sich dann so lange tot stellt oder wegduckt, bis es nicht mehr anders geht. Wie oft ist es schon passiert, dass am Ende die kleinen Handwerksbetriebe oder die Endkunden auf einem riesigen Berg von Problemen sitzen geblieben sind und sich die Marktteilnehmer, die als erste von einem Problem erfahren haben und bislang die größten Stücke am Kuchen innerhalb der Wertschöpfungskette eingesteckt haben, sich durch eine frühzeitige Insolvenz aus der Verantwortung gestohlen haben.

Es gibt ein Problem
Wir haben ein Problem in der Photovoltaikbranche und es deutet sich an, dass es sich um ein gewaltiges Problem handelt. Wir müssen dringend reden und wir müssen dringend für Transparenz und einen offenen Umgang mit dem Problem sorgen. Ich spreche vom Versagen von Rückseitenfolien und dem damit verbundenen Verlust der Isolationsfestigkeit der Solarmodule. Wenn das Problem eintritt, treten immer häufiger Isolationsfehler auf, die irgendwann einmal auch die Wechselrichter dazu veranlassen, die Anlage aus Sicherheitsgründen nicht mehr einzuschalten.

Risse in der Rückseitenfolie von (Foto: Denis Willwater Fa. inspectis)
Risse in der Rückseitenfolie von (Foto: Denis Willwater Fa. inspectis)

 

Am Ende kommt es zum vollständigen Zusammenbruch der Module (Fotos: Dennis Willwater inspectis)
Am Ende kommt es zum vollständigen Zusammenbruch der Module (Fotos: Denis Willwater Fa. inspectis)

Das Problem tritt am Anfang nur bei feuchter Witterung ein, irgendwann kommt es dann immer öfter und irgendwann geht der Wechselrichter überhaupt nicht mehr ans Netz. Es wurden Module beobachtet, bei denen man beim Berühren der Rückseite leichte elektrische Schläge bekommt. Hier ist also die Betriebssicherheit der Anlagen nicht mehr gewährleistet. Es wurden Fälle beobachtet, bei denen sich zwischen den Zellen ein Rissmuster gebildet hat, dass offenbar dazu führt, dass Feuchtigkeit in die Module eintreten kann. In der Folge führt dies dazu, dass Zellverbinder korrodieren und hochohmig werden. Das bewirkt wiederum das Platzen der Frontgläser und schließlich den völligen Kollaps der betroffenen Module. Wir reden in solchen Fällen von einem Totalverlust im Megawattbereich. Es gibt Berichte, dass ein verwendeter Typ von Rückseitenfolien besonders stark betroffen ist, es gibt aber auch Berichte von versagenden Rückseitenfolien von anderen Herstellern. Es kursieren Gerüchte von Reparaturmöglichkeiten in Fällen, wo das Problem noch nicht weit vorangeschritten ist, z.B. durch Reparaturfolien, die auf die Rückseiten der betroffenen Module aufgebracht werden könnten. Andere Kollegen sind eher skeptisch, da sich die Fehlerströme eher quer durch die schadhaften Folien zum Modulrand und damit zum leitfähigen Modulrahmen hinbewegen. Das Problem oder besser gesagt die Probleme wurden zuerst in den südeuropäischen Ländern beobachtet und man geht davon aus, dass höhere Temperaturen und auch höhere Luftfeuchtigkeit die Problematik verstärken.

In einem frühen Stadium lässt sich das Problem durch die Beleuchtung des Moduls mit einer hellen LED Lampe erkennen.

Das Ausmaß
Das Ausmaß des Problems liegt derzeit noch völlig im Dunkeln. Es ist lediglich bekannt, dass viele große Hersteller betroffen sind. Die am meisten in Verdacht stehende Rückseitenfolie wurde offenbar in einem Zeitraum von 2010–2014 verbaut. Das Problem tritt offenbar nach 5 – 6 Jahren auf, in warmen und feuchten Klimazonen auch schneller. Die Module haben dann noch Isolationswerte zwischen 3 und 10 MOhm. Es kursieren Zahlen der betroffenen Module in einer Größenordnung von weltweit 10 GWp.
Als ich diese Zahl zum ersten mal gehört habe, ist mir im wahrsten Sinne des Wortes die Kinnlade herunter gefallen. Es geht hier also um eine Größenordnung, die im schlimmsten Fall das gesamte „Projekt Energiewende“ gefährden kann. Zum Vergleich: In Deutschland erreichen wir in diesem Jahr eine Gesamtzahl von 52 GWp installierter Leistung.

Aufforderung an die Branche
Ich möchte daher diesen Artikel, in dem alles steht, was ich im Moment zum Thema weiß, dazu benutzen, die Branche aufzufordern, maximal mögliche Transparenz zu schaffen. Wir müssen dieses Problem adressieren. Es geht nicht darum, einzelne Hersteller an einen Pranger zu stellen. Wir müssen dringend wissen, welche Module genau betroffen sind.
Da die Modulhersteller für jedes Modul eine sogenannte BOM (Bill of Material = Rezept zum Aufbau der Module) haben, muss davon ausgegangen werden, dass die Modulhersteller wissen, welche Module betroffen sind. Wir müssen wissen, ob es Rettungsmöglichkeiten gibt. Wir müssen außerdem wissen, bei welchen Folientypen konkret die Gefahr gefährlicher Berührungsspannungen besteht. Nur wenn die maximal mögliche Transparenz hergestellt wird, besteht die Möglichkeit einer fairen Lastenverteilung zur Beseitigung des eingetretenen Problems. Nur wenn uns diese Kraftanstrengung gelingt, kann auch unser gemeinsames Projekt einer Solarisierung der Welt-Energiewirtschaft gelingen. Die Modulhersteller müssen transparente Verfahren zur Abwicklung von Schadensfällen etablieren, wie das auch bei anderen Problemen in der Vergangenheit gemacht wurde. Rückrufaktionen oder Reparaturangebote wie in anderen Branchen auch, müssen auch Normalität in der PV-Branche werden.

Mein Appell
Wir müssen es als Gesellschaft zulassen, das Fehler passieren, wir müssen diese Fehler dann aber auch als Gemeinschaft benennen und gemeinsam beheben.

Matthias Diehl 21.02.2020

Der pvTector ist jetzt wieder verfügbar

Der pvTector ist damals entstanden, als viele Firmen von den „brennenden Anschlussdosen der Fa. Scheuten“ betroffen waren und man vor der Aufgabe stand, herauszufinden in welchem Modul eines Modulstranges die Unterbrechung war. Ohne pvTector musste man dafür den Strang immer wieder halbieren, um so den Fehler systematisch einzukreisen. Continue reading “Der pvTector ist jetzt wieder verfügbar”