Leistung von Photovoltaik-Modulen auf dem Prüfstand
Um zu prüfen, ob Photovoltaik-Module tatsächlich die Leistung erbringen, die von den Herstellern angegeben ist, erfolgt eine entsprechende Leistungsmessung im Kalibrierlabor. In Deutschland wird diese Analyse im CalLab PV Modules am Fraunhofer ISE in Freiburg vorgenommen, das zu den fünf weltweit akkreditierten Kalibrierlaboren für PV-Module gehört. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE beschäftigt sich seit den frühen 1980er Jahren mit der Vermessung von Solarzellen und -modulen und hat Schritt für Schritt ein eigenständiges Labor zur Leistungscharakterisierung von PV-Modulen entwickelt.
Bereits Ende der 1990er Jahre wurde eine erste Messeinrichtung zur Vermessung vollformatiger Module in Betrieb genommen und 2006 wurde das CalLab PV Modules als Prüflabor akkreditiert. In dem Kalibrierlabor werden jährlich 7.000 verschiedene Module bewertet. Die Modulcharakterisierung umfasst die Qualitätssicherung für Abnehmer, eine Modulzertifizierung sowie Schadens- und Degradationsbewertung im Falle eines Garantieanspruchs. Seit 2012 sind im Kalibrierlabor des Instituts, dem CalLab PV Modules, über 70.000 Leistungsmessungen an Photovoltaik-Modulen vorgenommen worden, die nun ein Forschungsteam des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ausgewertet hat.
Die Analyse zeigt, dass seit 2017 eine wachsende negative Diskrepanz zwischen der Leistungsangabe der PV-Modulhersteller und den Messergebnissen des Forschungsinstituts zu verzeichnen ist. Bis 2016 wurde im Labor im Durchschnitt eine höhere Leistung gemessen als vom Hersteller angegeben worden ist. Dieser Trend hat sich seit 2017 umgedreht. Vor allem in den Jahren 2020 bis 2023 wurde im Schnitt eine Minderleistung der PV-Leistung von rund 1,3 Prozent ermittelt.
Um ein Ergebnis mit geringstmöglichen Messunsicherheiten zu erzielen, das repräsentativ für die Modulabnehmer ist, wurden nur Daten aus Projekten betrachtet, bei denen Auftraggeber und Hersteller nicht übereinstimmen. In die Betrachtung wurden nur Modulhersteller einbezogen, die zu den Top 10 im jeweiligen Betrachtungsjahr gehörten. Module ohne Seriennummer, Typenbezeichnung oder defekte Module sind nicht in die Auswertung eingeflossen. Als Messdaten wurden ausschließlich Daten von neuwertigen Modulen verwendet.
Für das Jahr 2024 verzeichneten die Wissenschaftler*innen eine leichte Trendwende. Dennoch lagen die negativen Abweichungen im Mittel noch bei 1,2 Prozent. Die Forscher*innen gehen davon aus, dass die Herstellerfirmen inzwischen die Problematik der zu optimistisch veranschlagten Leistungsangaben erkannt haben. „Wenn wir davon ausgehen, dass unsere Daten repräsentativ für den deutschen Installationsmarkt sind, entspricht eine durchschnittliche Minderleistung von 1,2 Prozent bei einem Zubau von 16,2 Gigawatt im Jahr 2024 einer Gesamtleistung von etwa 195 Megawatt“, erklärt Daniel Phillip, Leiter der Abteilung Modulcharakterisierung und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE. Dies entspricht der Nennleistung von einem der größten Solarparks in Deutschland.
Durch diese Erkenntnisse werde deutlich, wie wichtig eine verlässliche und unabhängige Infrastruktur zur Qualitätsüberprüfung von PV-Modulen sei, betont Prof. Andreas Bett, Institutsleiter am Fraunhofer ISE. Dies gelte gerade in Hinblick auf den deutschen und europäischen PV-Markt, auf dem eine über 90-prozentige Importabhängigkeit bei den PV-Komponenten besteht. Zum Leistungsumfang des Kalibrierlabors für PV-Module gehören eine präzise Bestimmung der spektralen Empfindlichkeit von PV-Modulen, technologiespezifische Verfahren zur Stabilisierung der Module sowie eine Inspektion der Module hinsichtlich Schäden, welche die Nutzbarkeit beeinflussen.
