Mikromorphe Dünnschichtmodule unter realen Umweltbedingungen ertragsstärker als kristalline Module

Berlin, September 2009 Bei der Auswahl ihrer Solaranlage orientieren sich die meisten Käufer an den Wirkungsgraden der unterschiedlichen Solarmodule, um daraus den Energieertrag abzuleiten. Den meisten Kunden ist allerdings nicht bekannt, dass Wirkungsgrade auf simulierten „Standard Test Conditions“ (STC), also reinen Laborwerten, basieren, die nicht den realen Umweltbedingungen, den „Most Frequent Conditions“ (MFC), entsprechen.

Das Ergebnis: Unter realen Umweltbedingungen ist die Performance von kristallinen Modulen deutlich schwächer als bei mikromorphen Dünnschichtmodulen. Dies ergaben mehrere Studien und Messungen, unter anderem in Deutschland* und Japan**.

Auf Deutschland bezogen bedeutet das: Die „Standard Test Conditions“ (STC) gehen ganzjährig von einer direkten Sonneneinstrahlung von 1.000 W/m2 aus, ohne Bewölkung, ohne Smog usw. Diese reinen Laborwerte sind in der Realität jedoch nicht gegeben. Laut DGS, der deutschen Gesellschaft für Sonnenergie e. V., beträgt der Anteil direkter Sonneneinstrahlung in Deutschland pro Jahr nur 40 Prozent also mehr als die Hälfte der Einstrahlung ist diffuses Licht.

Wie vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) ermittelt wurde, lag die durchschnittliche Sonneneinstrahlung in Deutschland zwischen 400 – 800 W/m2 und damit deutlich niedriger als die angenommenen 1.000 W/m2 bei den simulierten „STC“-Laborwerten. Kristalline Solarmodule liefern unter diesen Bedingungen eine reduzierte Leistung gegenüber mikromorphen Dünnschichtmodulen, die über ein erheblich besseres Schwachlichtverhalten verfügen.

Bei den „Standard Test Conditions“ (STC) wird von einer Modultemperatur wird von 25 °C bei 1.000 W/ m2 direkter Einstrahlung ausgegangen. Da die Modultemperatur bei allen Modulen stets wesentlich höher liegt als die Umgebungstemperatur, müsste in diesem Fall die Umgebungstemperatur bei ungefähr (Minus!) -13 °C liegen - somit außerhalb der in Deutschland ermittelten Durchschnittstemperatur. Die Klimaerwärmung führt aber auch in Deutschland zu eher steigenden Temperaturen. Laut Deutscher Wetterdienst lag sogar im Januar 2008 die Durchschnittstemperatur mit 3,6 °C im „Plus“ und damit weit entfernt von den benötigten -13 °C, um die angenommene „STC“-Modultemperatur zu erreichen.

Bei steigender Umgebungstemperatur steigt die Modultemperatur - gleichzeitig sinkt die Energieproduktion jedes Moduls. „Messungen am Photovoltaik-Institut Berlin zeigen, dass kristalline Module bei steigenden Temperaturen signifikant an Leistungsfähigkeit verlieren, während mikromorphe Dünnschichtmodule wie die Inventux Module den Großteil ihrer Leistungsfähigkeit behalten“, so Roland Sillmann, Vorstand Technik der Inventux Technologies AG. „Im Sommer steigt die Temperatur von Solarmodulen oft auf über 60 °C. Kristalline Module können hier schnell 20 Prozent weniger Energie liefern, während sich bei Dünnschichtmodulen die Ertragsstärke nur geringfügig verändert.“

Die großen Differenzen in den Wertenvon „Standard Test Conditions“ (STC) und „Most Frequent Conditions“ (MFC) führen letztendlich auch zu sehr unterschiedlichen Resultaten beim Thema „Ertrag“. Das Institut für Solare Versorgungstechnik (ISET) ziegt in einer Studie, dass in Deutschland mit einer mikromorphen Dünnschicht-Photovoltaik-Anlage eine rund 7-10 Prozent höhere Energieausbeute pro Jahr gegenüber konventionellen kristallinen Modulen zu erzielen ist..

Oliver Rothe, Finanzvorstand der Inventux Technologies AG, errechnet entsprechend höhere Renditen: „Bei einer Anlage von 10 kWp und einem Durchschnittspreis von rund 3.300 Euro pro kWp inklusive Installation können unsere mikromorphen Dünnschichtmodule rund 6,5 Prozent mehr Rendite pro Jahr gegenüber herkömmlichen kristallinen Modulen erzielen.***“

Mehr zum Thema „Standard Test Conditions“ (STC) im Vergleich zu „Most Frequent Conditions“ (MFC) finden Sie unter www.inventux.de

* Institut für Solar Energieversorgungstechnik (ISET), Module MHI


** Studie: Difference in the outdoor performance of bulk and thin-film silicon-based photovoltaic modules, T. Minnemoto, S. Fukushige, H. Takakura, Ritsumeikan University, Kusatsu, Japan

*** Eigenkapitaleinsatz 20 %, Kreditlaufzeit 18 Jahre - davon 1 Jahr tilgungsfrei, Zinsatz 5 %, Ertrag 918 kWh/kWp