Energieeffizienz und Verschlechterung von Solarmodulen im Laufe der Zeit

Die Effizienz und Langlebigkeit von Solarmodulen sind entscheidende Faktoren für die Nachhaltigkeit in der Solarindustrie. Das Verständnis des Gleichgewichts zwischen der Nutzung des Sonnenlichts für eine optimale Energieumwandlung und der unvermeidlichen Leistungsminderung ist unerlässlich. Heute untersuchen wir die Effizienz von Solarmodulen und erklären, warum sie mit der Zeit nachlässt.

Energieeffizienz und Verschlechterung von Solarmodulen im Laufe der Zeit

Der Prozess der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Photovoltaik wird als Energieeffizienz von Solarmodulen bezeichnet. Sie wird durch die pro Flächeneinheit erzeugte Energiemenge bestimmt. Ein höhere Energieabgabe pro spezifischer Oberfläche bedeutet höhere Effizienz, während eine geringere Energieabgabe eine geringere Effizienzprognose bedeutet.

Allerdings lässt mit der Zeit die Effizienz von Solarmodulen nach, was ihre Lebensdauer allmählich verkürzt.

Die Nationales Erneuerbare-Energielaboratorium erwähnt, dass die Die Abbaurate beträgt etwa 0.5 % bis 0.8 % pro Jahr variiert jedoch je nach Modell, Marke und Paneeltyp.

Faktoren, die die Degradation von PV-Modulen von Solarmodulen beeinflussen

1. Degradation durch Lichtinduktion: Dieses Phänomen betrifft Solarmodule, deren Effizienz bei der ersten Sonneneinstrahlung vorübergehend abnimmt. Dies ist auf die Bewegung von Bor und Sauerstoff innerhalb der Siliziumzellen zurückzuführen.

2. Degradation durch Potentialinduktion: Der Prozess, bei dem PV in den Solarmodulen durch den Stromfluss zwischen Zellen und anderen Komponenten entsteht, führt zum Leistungsverlust.

3. Alterungsbedingter Abbau: PV-Module verlieren nach jahrelangem Betrieb aufgrund von Umwelteinflüssen und thermischer Belastung ihre Leistung.

4. Fehler der Rückseitenfolie: Bei einem PV-Modul fungiert die Rückseitenfolie als Schutzschicht und besteht aus Polyvinylfluorid-Polymermaterial. Wenn diese sich verfärbt, kann es durch die Bildung von Delaminationsblasen zu einer Verschlechterung kommen.

Siehe auch: 10 Möglichkeiten, Solarmodule vor Hagel zu schützen

Rechner für die Effizienz von Solarmodulen

Zur Berechnung des Wirkungsgrades dient folgende Formel 

Solareffizienz in Prozent (%) = ((Maximale Leistung / Fläche)/(1000)) * 100 %

• Die maximale Leistung ist die höchste Energieabgabe des Panels, angegeben in Watt (W).
• Mit Fläche ist die Oberfläche des Solarmoduls gemeint, die in Quadratmetern (m²) angegeben wird.

Beispielsweise beträgt die maximale Leistung eines Panels 200 W und hat eine Fläche von 1 m².

Mit der Formel zur Energieeffizienz von Solarmodulen erhalten wir:

Effizienz (%) = ((200/1)/1000)*100% = 20%

Maximale Effizienz der Solarzelle

Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) erwähnt in seinen Studien, dass die höchste Effizienzrate 39.5%  für eine Dreifachsolarzelle.

Der höchste Wirkungsgrad von Solarzellen liegt jedoch bei 47.1 %, für Mehrfach-Konzentrator-Solarzellen.

Hinweis: Dieser bemerkenswerte Rekord wurde unter Laborbedingungen mit hochkonzentriertem Licht erzielt.

Warum ist die Effizienz von Solarmodulen gering?

Hier sind einige häufige Gründe für die niedrige Effizienzprognose für Solarmodule:

1. Auswirkungen des Standorts: Wenn Solarmodule in Regionen mit geringerer Sonneneinstrahlung oder häufig bewölktem Himmel aufgestellt werden, beeinträchtigt das Licht die Effizienz.

2. Herstellungsfehler: Investieren Sie beim Kauf in hochwertige Paneele für eine lange Lebensdauer; Paneele von schlechter Herstellung neigen dazu, mit der Zeit an Qualität zu verlieren.

3. Probleme mit dem Wechselrichter: Der Wechselrichter beeinträchtigt auch seine Funktionen und kann zu einer geringeren Leistung führen.

4. Wartung:  Da die Paneele auf einer offenen Oberfläche gelagert werden, sammeln sich Staub, Vogelkot und andere Ablagerungen an, die das Sonnenlicht blockieren. Um eine optimale Leistung zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Reinigung der Paneele unerlässlich.

5. Technischer Abfall: Leistungsverluste in der Verkabelung, den Anschlüssen und den elektrischen Komponenten der Solarstromanlage können zu einer verringerten Effizienz beitragen.

6. Aufstellwinkel: Dies ist wichtig für die Einrichtung des Panelsystems. Wenn kein optimaler Winkel eingehalten wird oder die Ausrichtung falsch ist, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass das Panel Sonnenlicht erhält, was wiederum die Effizienz mindert.

Sie können auch die Möglichkeiten zur Steigerung der Paneleffizienz.

Degradationskurve von Solarmodulen

Die unten Graph zeigt die Verschlechterung der Effizienz von Solarmodulen im Laufe der Zeit, was uns hilft, ihre langfristige Leistung zu verstehen.

Kostendiagramm für Solarmodule im Zeitverlauf

Seit ihrer Einführung sind die Kosten für Solarmodule gesunken, was sie zu einer kostengünstigen natürlichen Energiequelle für die Menschheit macht.

Die folgenden allgemeinen Trends beschreiben die Änderungen in Panelkosten im Laufe der Zeit.

1. Eröffnungskosten (1975 – 1990): Anfangs war die Solarmodultechnologie neu und teuer. Die Produktion selbst kostete mehr und es dauerte einige Zeit, bis die Effizienz erreicht war.

2. Rascher Kostenrückgang (1990-2000): Mit der Weiterentwicklung der Technologie verbesserte sich auch die Produktion, und staatliche Anreize gingen Hand in Hand. In dieser Zeit kam es zu einem allmählichen Rückgang der Kosten.

3. Weiterer Kostenrückgang (2000-2010): Mit der steigenden Nachfrage verschärfte sich auch der Wettbewerb unter den Herstellern, so dass es zu einer Überfülle an Herstellern kam und die Preise sanken.

4. Höhere Erschwinglichkeit (2010er-2020er Jahre): Durch die Netzparität sind die Kosten für Solarstrom gleich hoch oder niedriger als die für herkömmlichen Netzstrom. Dadurch ist er sowohl für private als auch für gewerbliche Projekte erschwinglich.

Dies ist das Diagramm, in dem Sie die Kostenentwicklung im Laufe der Jahre visualisieren können.

Querverweis: Analyse der Solarherstellungskosten

Werden Effizienzverluste bei Garantien für Solarmodule berücksichtigt?

JaHersteller garantieren, dass die Module nach einem Jahr noch mindestens 97.5 % und nach 85 Jahren noch etwa 25 % Wirkungsgrad aufweisen. Der Wirkungsgradverlust ist jedoch bei jeder Solarmarke unterschiedlich.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der allmähliche Rückgang der Effizienz oder die Degradation die langfristige Leistung von Solarmodulen beeinträchtigt. Dies hängt von den Herstellungsprozessen ab; Industriestandards enthalten jedoch häufig Degradationsgarantien, die den erwarteten Effizienzverlust über eine bestimmte Anzahl von Jahren festlegen. Weitere informative Inhalte finden Sie in unseren Blogbeiträgen.

Empfohlen: Vollständiger Leitfaden zum Schneeschutz für Solarmodule