Photovoltaik-Module (PV-Module) werden in der Regel mit einer 20-jährigen Garantie geliefert, die gewährleistet, dass die Module nach 20 Jahren mindestens 80 % der Nennleistung erzeugen. Als Faustregel gilt, dass die Leistung der Module jedes Jahr um etwa 1 % abnimmt. Ist diese Regel zutreffend?
Degradationsraten
Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) führte eine Meta-Analyse von Studien durch, in denen die langfristigen Degradationsraten verschiedener PV-Module untersucht wurden. Dabei stellte sich heraus, dass die Regel von 1 % pro Jahr für Paneele, die vor dem Jahr 2000 hergestellt wurden, etwas pessimistisch war und dass die heutigen Paneele dank besserer Technologie und verbesserter Herstellungsverfahren sogar noch ausdauernder sind als ihre Vorgänger. Bei monokristallinem Silizium, dem am häufigsten für gewerbliche und private PV-Anlagen verwendeten Material, beträgt die Degradationsrate weniger als 0,5 % für Module, die vor dem Jahr 2000 hergestellt wurden, und weniger als 0,4 % für Module, die nach 2000 hergestellt wurden. Das bedeutet, dass ein heute hergestelltes Paneel nach 20 Jahren 92 % seiner ursprünglichen Leistung erbringen sollte, also deutlich mehr als die mit der 1 %-Regel geschätzten 80 %.
Bild mit freundlicher Genehmigung von NREL
Was verursacht die Degradation?
Module aus kristallinem Silizium in extremen Klimazonen wiesen hohe Degradationsraten auf. In sehr kalten Klimazonen litten Module, die starken Wind- und Schneelasten ausgesetzt waren, am meisten. Andererseits wiesen Paneele in ähnlichen Klimazonen, die in eine Fassade eingebaut waren, so dass die Schneelast entfiel, sehr niedrige Degradationsraten auf. Im anderen Extremfall wiesen Paneele in Wüstenklimaten im Laufe der Zeit große Produktionsrückgänge auf – fast 1 % pro Jahr -, die hauptsächlich auf die hohe UV-Belastung zurückzuführen waren. Paneele in gemäßigteren Klimazonen wie im Norden der Vereinigten Staaten wiesen Degradationsraten von nur 0,2 % pro Jahr auf. Diese Paneele konnten nach 20 Jahren noch 96 % ihrer Produktionskapazität beibehalten.
Solaranlagengutachter verwenden diese Raten
Die Degradationsraten werden bei der Bewertung von Solaranlagen verwendet, um die Energieerzeugung während der Lebensdauer eines Systems abzuschätzen und die Amortisationszeit und den Ertrag der Investition zu berechnen. Wie bei allem in der Technik geht man immer vom Schlimmsten aus und hofft das Beste, so dass eine Überschätzung der Degradationsrate nicht unbedingt schlecht ist. Andererseits wollen wir realistische Schätzungen, um potenzielle Kunden nicht zu verschrecken, die denken, dass sie ihre Module nach 25 Jahren ersetzen müssen. Angesichts der Ergebnisse der NREL-Analyse könnte es von Vorteil sein, die Faustregel so anzupassen, dass sie die Bedingungen berücksichtigt, unter denen die Module betrieben werden.