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Sind Solarmodule bei Minustemperaturen anfälliger für Beschädigungen?

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Eingestellt 24, Sep 2014 in Photovoltaik von I. Böttger
Gibt es hierzu Studien? Ist ja ein Thema, jetzt wo der Winter vor der Tür steht.
   

1 Antwort

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Beantwortet 27, Okt 2014 von Klaus Hying (930 Punkte)

Guten Tag,

 

die Frage ist natürlich sehr berechtigt.

Grundsätzlich arbeiten Photovoltaikmodule (abgesehen von wenigen Ausnahmen z.B. bei organischen Photovoltaik) bei niedrigen Temperaturen sogar deutlich effizienter als bei hohen Temperaturen.

Photovoltaikmodule versorgen Satelliten und auch die ISS im Weltraum mit Strom und sind dort Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt von -273°C ausgesetzt, wenn Sie sich im Erdschatten befinden. Kommen sie vom Erdschatten wieder in Sonnenlicht, steigt die Temperatur naturgemäß stark an, zumal es beim Vakuum im Weltraum keine Luft gibt, an die Wärme durch Konvektion abgegeben werden könnte.

Alterungsprozesse von polymeren Materialien wie das Einbettungsmaterial EVA und die Rückseitenfolie verlaufen bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit wie auch bei UV Licht schneller ab, als bei normalen oder niedrigen Temperaturen und bei Abwesenheit von UV-Licht. Darum werden Module nach der Norm IEC 61215 zur Zertifizierung der Module u.a. für 1000Stunden dem Damp-Heat Test (Feuchte-Wärme Prüfung) bei 85°C und 85% Luftfeuchtigkeit ausgesetzt.

Ein Großteil des UV-Lichtes wird übrigens schon vom Solarglas herausgefiltert. Der EVA Folie werden zusätzlich Additive zugegeben, um die UV-Beständigkeit zu erhöhen.

 

Kritischer als niedrige Temperaturen selbst sind die Temperaturwechsel Tag-Nacht und Sommer-Winter.

Durch die Temperaturwechsel können z.B. Lötverbindungen versagen oder es bauen sich durch unterschiedliches Ausdehnungsverhalten der Materialien Spannungen im Modul auf.

Um dem Rechnung zu tragen, werden Module nach der selben Norm auch dem Thermal-Cycle Test (Temperaturwechselprüfung) unterzogen, beim dem 200 Zyklen von -40°C bis 85°C durchgeführt werden.

Zusätzlich wird der Humidity-Freeze Test (Luftfeuchte-Frost Prüfung) durchgeführt, bei dem das Modul 10 Zyklen von -40°C bis 85°C bei 85% Luftfeuchte ausgesetzt wird.

Neben den Modulen selbst sollte man auch beobachten, ob es durch Temperaturschwankungen zu Spannungen bei der Unterkonstruktion kommt, was bei nicht fachgerechter Montage vorkommen kann.

Klaus Hying

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