Der Schattenwurf auf die gebäudeintegrierten Photovoltaikmodule reduziert deren Leistung. Laut einer Studie kann es auch deren Lebensdauer verkürzen, wenn Module in Reihe geschaltet werden.
Ein Forschungsteam des Eidgenössischen Polytechnikums Lausanne (EPFL) und der Fachhochschule der Italienischen Schweiz hat die Leistung von 55 kleinen integrierten Dachsystemen in der Schweiz analysiert. Alle waren bereits seit fünf bis zehn Jahren in Betrieb.
In diesem Zeitraum konnten die Wissenschaftler bei allen Installationen zusammen keinen merklichen Leistungsabfall feststellen. Einige hätten sich jedoch als deutlich weniger wirksam erwiesen, teilte der Schweizerische Nationalfonds (SNF) am Montag in einer Stellungnahme mit.
Eine weitere Auswertung ergab, dass die Situation teilweise auf den Schattenwurf auf bestimmte Module zurückzuführen war. Das Team verwendete einen speziell für diese Studie entwickelten Algorithmus, um die Intensität von Schatten unter Berücksichtigung von Wetterdaten und Leistung automatisch zu quantifizieren.
Mehr als 100 Grad
«Im Gegensatz zu eigenständigen Solaranlagen können gebäudeintegrierte Solaranlagen nicht optimal ausgerichtet werden», erklärt Alessandro Virtuani, Forscher der EPFL und Co-Autor dieser Arbeit, zitiert in der Medienmitteilung. Es ist unvermeidlich, dass Schornsteine, Antennen oder Bäume ständig oder regelmäßig Schatten auf bestimmte Module werfen.
Neben der Leistungsminderung von Solarzellen, teilweise sogar sehr stark, kann dieser Umstand auch deren Alterung beschleunigen. Wenn einige in Reihe geschaltete Module im Schatten und andere in der Sonne liegen, erhöht sich der elektrische Widerstand der Zellen im Schatten, die lokal auf über hundert Grad erhitzt werden können und diese beschädigen können.
Normalerweise leitet eine Bypass-Diode den Strom bei Bedarf automatisch um, um Schattenzellen zu umgehen. Bei gebäudeintegrierten Modulen, die ständig oder regelmäßig im Schatten stehen, können diese Dioden auf Dauer geschädigt werden, da sie nicht für eine so intensive Nutzung ausgelegt sind.
Innovative Lösungen sind gefragt
Diese Ergebnisse, die in der Zeitschrift RRL Solar veröffentlicht wurden, zeigen deutlich, wie wichtig es ist, innovative Lösungen zu entwickeln, um die Auswirkungen von Schatten zu reduzieren und eine Überhitzung von Solarzellen zu vermeiden. Sie betonen auch die Notwendigkeit eines guten Systemdesigns, um ihre Betriebsdauer zu gewährleisten.
Die Forscher beabsichtigen nun, ihre Analysemethode zu verfeinern und in den nächsten Jahren Hunderte von Einrichtungen zu untersuchen, um robustere Daten zu erhalten und längere Zeiträume abzudecken. Idealerweise soll eine Solaranlage 30 Jahre oder länger zuverlässig erneuerbare Energie zu einem wettbewerbsfähigen Preis produzieren.
/ ATS
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