Aufbau und Materialauswahl des Solarmoduls

Ein Solarpanel besteht aus mehreren zusammengesetzten Schichten von Komponenten, die jeweils die Qualität, Leistung und Lebensdauer des Endprodukts beeinflussen. Bei der Auswahl von Solarmodulen gibt es heute viele Anbieter auf dem Markt, die unterschiedliche Qualitäten und Preise anbieten. Ein 100-W-Modul kann sich von Hersteller zu Hersteller erheblich in Leistung und Lebensdauer unterscheiden. Als Kunde ist es daher wichtig zu wissen, was den Preis, die Leistung und die Lebensdauer eines fertigen Solarmoduls beeinflusst.

Ein Solarmodul besteht aus folgenden Komponenten:

• Aluminiumrahmen

Rahmen für Solarmodule gibt es in verschiedenen Größen und Festigkeiten. Bei Sunlux werden Rahmen aus eloxiertem Aluminium mit einer Stärke von 35 mm und doppelten Wänden (Dual Wall Frame) verwendet, um maximale Stabilität und Festigkeit des Rahmens zu gewährleisten.

• Frontglas

Das Frontglas ist ein sehr wichtiger Bestandteil, um einen guten Modulwirkungsgrad zu gewährleisten. Dies ist besonders wichtig bei niedrigen Sonnenwinkeln und bei horizontaler Montage des Solarmoduls. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Glas: glattes Glas und Glas mit antireflektierender Oberfläche, mit unterschiedlicher Dicke und Qualität. Für unsere Produktion haben wir uns für ein hagelbeständiges 3,2 mm starkes Frontglas mit antireflektierender, hydrophober Oberfläche entschieden. Das bedeutet, dass das Glas die Sonneneinstrahlung effektiv bricht und absorbiert und gleichzeitig eine selbstreinigende Oberfläche bietet, die sowohl gegen Hagelschauer als auch gegen starken Winddruck beständig ist.

• Verkapselungslaminat

Zwischen dem Glas und der darunter liegenden Komponentenschicht wird ein Verbundmaterial namens EVA (Ethylenvinylacetat) verwendet. Im Herstellungsprozess werden die Materialien mithilfe von Vakuum und Temperaturen von bis zu ca. 150 Grad zu einer soliden Konstruktion verbunden. Es ist sehr wichtig, dass der Prozess korrekt durchgeführt wird und hochwertiges EVA verwendet wird. In der Produktionslinie von Sunlux wird dieser Prozess unter genau kontrollierten Bedingungen streng überwacht.

• Siliziumzellen

Die Siliziumzelle ist der mit Abstand wichtigste Bestandteil des Moduls und auch der Bestandteil, der maßgeblich den Preis des Endprodukts bestimmt. Derzeit gibt es zwei Arten von Siliziumzellen, die den Markt dominieren: monokristalline und polykristalline Zellen. Eine monokristalline Siliziumzelle ist effizienter und hat auch eine längere Lebensdauer als eine polykristalline Siliziumzelle. Da die monokristalline Siliziumzelle einen aufwendigeren Herstellungsprozess erfordert, ist ihr Preis etwa 25–35 % höher als der einer entsprechenden polykristallinen Siliziumzelle.

Neben den beiden gängigsten Arten von Siliziumwafern gibt es verschiedene Qualitätsklassen. Die Qualitätsklassen basieren auf dem Ausmaß der Defekte auf dem Siliziumwafer.

Bei der Kennzeichnung von Qualitätsklassen sollten Kunden aufmerksam sein. Leider herrscht auf dem Markt Unklarheit hinsichtlich der Qualitätsbegriffe, und es gibt sogar Hersteller, die Module als A-Klasse vermarkten, obwohl sie Zellen niedrigerer Klassen verwenden, um die Kosten im Produktionsprozess zu senken. Es ist durchaus möglich, ein Modul ausschließlich mit Zellen der Klassen B oder C herzustellen. Die Folge ist jedoch ein Modul, das nicht die maximale Leistung erbringt. Es kommt zu einer abweichenden Wirkung über die Oberfläche des Moduls und zu einem Risiko für sogenannte „Hot Spots” aufgrund von Abweichungen in den verschiedenen Zellplatten. Dies führt wiederum zu einer verkürzten Lebensdauer und im schlimmsten Fall zu Brandflecken und Kurzschlüssen. Durch die Verwendung von Zellen der Klasse B können die Gesamtproduktionskosten um bis zu 60 % gesenkt werden. Meistens werden diese Module auf Auktionsseiten und in Discountern verkauft, wo das technische Wissen über das Produkt oft begrenzt ist.

Um eine Zellplatte in die jeweilige Qualitätsklasse einzustufen, müssen die folgenden Kriterien erfüllt sein.

Klasse A:

– Fehlerfreie Zellplatte ohne sichtbare Mängel.

– Elektrische Messwerte gemäß Spezifikation

– En böjning på <= 2.0mm samt svag färgavvikelse är inom toleransramarna.

B-Klasse, wenn eines der folgenden Kriterien zutrifft:

– Teilweise abweichende elektrische Spezifikationen

– Eine Biegung der Platte um 2,0–2,5 mm

– Farbveränderungen auf mehr als 1/4 der Zelloberfläche

– Missade prints < 0,5mm

– Pastaläckage på 0.3mm- <2mm2

– Reiben von 15–50 mm

– Vattenmärken L<15mm,W<2mm

C-Klasse, wenn eines der folgenden Kriterien zutrifft:

– Sichtbare Defekte an der Zellplatte

– Gebrochene Kanten

– Elektrische Werte, die vollständig von der Spezifikation abweichen

Wir bei Sunlux wissen, dass es keine Abkürzungen zu einem guten Solarmodul gibt. Deshalb haben wir uns entschieden, für die Herstellung unserer Solarmodule nur Zellen von höchster Qualität zu verwenden. Derzeit werden ausschließlich PERC-, PERC MBB- und TOPCon-Zellen verwendet.

Bei der Herstellung unserer halbflexiblen Paneele werden keine Standardzellen verwendet, da eine Standardzelle in einem Paneel mit biegsamem und flexiblem Frontlaminat nicht besonders flexibel oder widerstandsfähig ist. Trotzdem ist dies auf dem Markt relativ häufig anzutreffen. Leider führt ein solcher Zelltyp oft zu einer kurzen Lebensdauer und hohen Kosten. Bei Sunlux verwenden wir stattdessen die sogenannte MBB-Technologie (Multi Busbar). Diese Zellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf der Oberseite mehrere dünne Stromleiter haben, die einen minimalen Widerstand bieten. Das Ergebnis ist ein Modul, das teilweise Verschattung sehr gut verträgt, aber auch eine deutlich erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse aufweist, da der Widerstand durch die Zelle sehr gering ist. Diese Zellen gehören sowohl hinsichtlich Wirkungsgrad als auch Qualität zur absoluten Spitzenklasse. Eine Garantie für ein Endprodukt, das sowohl in Bezug auf Leistung als auch Lebensdauer den Anforderungen gerecht wird.

• Lötstellen

Damit die Solarzellen optimal funktionieren, müssen alle Zellen mit hoher Präzision miteinander verlötet sein. Wenn in der Produktion kein genau kontrollierter Lötprozess vorhanden ist, besteht ein erhöhtes Risiko, dass das Modul nicht optimal funktioniert und seine Lebensdauer verkürzt wird. Im schlimmsten Fall können Brandflecken und Kurzschlüsse auftreten. Sunlux-Module werden in einer modernen Produktionsanlage mit einem vollständig automatisierten Lötprozess hergestellt, der optimale Lötstellen garantiert und die Leistung des Moduls über einen langen Zeitraum sicherstellt.

• Rückenteil

Das Rückseitenlaminat, das wir bei Sunlux verwenden, besteht aus einer Verbundschicht namens TPT (Tedlar®+PET+Tedlar®). Tedlar® ist eine Polyvinylfluoridfolie, die von Dupont hergestellt wird. Es handelt sich um eine speziell entwickelte Verkapselungsfolie, die für die Solarzellenindustrie entwickelt wurde. Diese Art von Folie hält über viele Jahre hinweg extremen Temperaturen und Drücken stand, ohne Schaden zu nehmen. Dadurch bleibt das Solarmodul während seiner gesamten Lebensdauer intakt. Das Rückseitenlaminat kann schwarz oder weiß sein. Es gibt auch transparente Rückseitenlaminate. Bei Sunlux verwenden wir hauptsächlich weiße Laminate, da die Paneloberfläche etwas kühler bleibt und sie sich vom Design her am besten auf ein weißes Dach wie beispielsweise eines Wohnmobils, Wohnwagens oder Bootes einfügen.

• Anschlussdose

Die Anschlussdose ist ein empfindlicher und exponierter Teil des Moduls. Es ist wichtig, dass die Dose die richtige IP-Klassifizierung hat und für die Umgebung geeignet ist, in der das Panel montiert werden soll. In der Anschlussdose sind die Siliziumplatten des Panels über Dioden miteinander verbunden, die dafür sorgen, dass der Strom nach Sonnenuntergang nicht zurückfließen und so die Batterien entladen kann. Von der Anschlussdose verlaufen außerdem zwei 90 cm lange einadrige Kabel mit MC4-Anschluss an jedem Ende zur Weiterverbindung mit dem Laderegler.

Qualitätstest

Ist Ihr Solarpanel qualitätsgeprüft?

Damit das Solarmodul in der Praxis die angegebene Spannung und Stromstärke erzeugt, sind sorgfältige Qualitätsprüfungen und Messungen mit Hilfe modernster Testgeräte erforderlich. Bei Sunlux werden Qualitätsprüfungen und Messungen in mehreren Schritten während des Herstellungsprozesses durchgeführt. Qualitätskontrollen sind jedoch ein kostspieliger Teil der Produktion, weshalb bei weitem nicht alle Hersteller von Solarmodulen die erforderlichen Tests durchführen, um die korrekte Leistung und Lebensdauer des Moduls zu gewährleisten. Erkundigen Sie sich daher bei Ihrem Lieferanten, welche Tests durchgeführt werden, um die Leistung und Lebensdauer des Moduls sicherzustellen.

Bei der Herstellung von Sunlux-Solarmodulen werden Qualitätskontrollen mit modernsten Prüfgeräten in mehreren Schritten durchgeführt.

1. Zellsortierung. In einem ersten Schritt werden Messungen und Sichtkontrollen an jeder Zelle durchgeführt, anschließend werden die Zellen in Gruppen mit ähnlichen elektrischen Spezifikationen sortiert.

2. ELCD-Test. Im Zusammenhang mit dem Lötprozess wird ein ELCD-Test (Elektrolumineszenztest) durchgeführt. Dieser wird mit Hilfe einer speziellen Testausrüstung durchgeführt, bei der mit einer Art Kamera Defekte auf der Zellplatte entdeckt werden können. Hier können beispielsweise Risse oder andere Abweichungen entdeckt werden, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Ein Riss in der Zellplatte kann bereits nach kurzer Zeit dazu führen, dass das Modul an Leistung verliert, und es können „Hotspots” auf dem Panel entstehen, die eine starke Leistungsminderung verursachen. Mit einem EL-Test wird dieses Risiko ausgeschlossen. Ein EL-Test deckt ein Modul mit defekten Zellplatten eindeutig auf.

Bild oben: ELCD-Test, der eine Platte mit defekten Zellplatten im Vergleich zu einem fehlerfreien Modul mit Qualitätszellen zeigt.

3. ELCD-Test Nr. 2. Nach Abschluss des Laminierungsprozesses wird ein weiterer ELCD-Test des Moduls durchgeführt. Während des Laminierungsprozesses wird das Modul nämlich Belastungen in Form von hoher Hitze und Vakuumdruck ausgesetzt, die in Ausnahmefällen die Zellen und Lötstellen negativ beeinflussen können. Ein zweiter ELCD-Test stellt sicher, dass die Zellen während des Laminierungsprozesses nicht beeinträchtigt wurden.

4.Leistungsmessung. Nach einem bestandenen zweiten ELCD-Test wird schließlich eine Leistungsmessung mittels eines sogenannten Flash-Tests (Blitztest) durchgeführt. Bei diesem Test wird das Modul auf einen Blitz-Tisch gelegt und an einen Messcomputer angeschlossen. Anschließend wird gemäß einer standardisierten Testmethode ein Blitzlicht von 1000 W pro Quadratmeter erzeugt. Die gemessenen Werte dürfen eine Toleranz von +0-3 % aufweisen. Das bedeutet, dass ein 100-W-Panel eine Leistung von 100-103 W erzeugen muss, um den Test zu bestehen. Alle Testwerte werden zusammen mit der eindeutigen Seriennummer des Moduls protokolliert und die Messdaten jedes einzelnen Moduls werden überprüft. Viele Hersteller kleinerer Module führen nur Stichprobenkontrollen in der Produktion durch, während andere Hersteller diese Qualitätskontrolle ganz überspringen, um Kosten zu sparen, was jedoch zu Qualitätseinbußen führt.

Bei Sunlux wird jedes einzelne Modul individuell getestet, um seine Leistungsfähigkeit sicherzustellen. Durch diese Kontrollen können wir bei Sunlux zu 100 % garantieren, dass kein Modul das Werk verlässt, ohne die auf dem Modul angegebenen Spezifikationen zu erfüllen.

Diese Qualitätskontrolle ist von größter Bedeutung, um ein gut funktionierendes Solarmodul und ein System zu erhalten, das über viele Jahre hinweg effizient Strom erzeugt.