Mit etwas überhöhter Geschwindigkeit fährt der Laster am Ortseingangsschild vorbei und kracht, wie so viele andere vor ihm, in das gewaltige Schlagloch zu Beginn der Pflastersteinallee. Im Führerhaus zuckt der Fahrer innerlich zusammen und hofft, dass es seiner Ladung aus Photovoltaikmodulen weiter gut geht.
In einer HUB, einer Hauptumschlagsbasis des Spediteurs, hat es ein Ladehelfer eilig. Mit seinem Gabelstapler setzt er eine Palette Module auf der Ladefläche des Nahverkehrs-Lkw ab. Mit einer zweiten Palette schiebt er die erste tiefer hinein. Die rahmenlosen Laminate werden in ihrer Box einer ungewöhnlichen seitlichen Belastung ausgesetzt.
Ein Kunde stellt fest, dass ein Modul auf dem Rahmen einen tiefen Kratzer hat. Er lässt das Stück zurückgehen, obwohl das die Inbetriebnahme seiner Anlage verzögert. Und er fragt sich: „War das wirklich nötig?“
Das sind nur drei von vielen Situationen, wie sie die Logistiker der Hersteller und Händler aus ihrer täglichen Arbeit schildern. Doch nur selten können sie die genaue Ursache aufklären, wenn sie mit Reklamationen konfrontiert sind. Sichtbare Schäden weisen auf Schocks und unsachgemäße Behandlung hin. Doch auch scheinbar unbeschädigte Module können durch Mikrorisse über die Jahre ihre Leistung verlieren. Jeder Fall muss einzeln reklamiert und ersetzt werden, und das ist teuer. Der Investor verliert Zeit, der Installateur Geld und der Hersteller womöglich einen guten Ruf.
Große Preisspanne
Photovoltaikmodule sind Hightechprodukte mit viel Glas und hochveredelten Oberflächen. Auf Transporten sind sie Risiken ausgesetzt, die eine geeignete Verpackung abwenden soll. Doch was ist die beste Verpackung? Diese Frage ist trotz der langjährigen Erfahrungen noch keineswegs endgültig geklärt. Wie stapelt und wie bewegt man Modulpaletten richtig? Gerade erst beginnen Logistiker, systematisch Antworten zu finden. Bislang war jeder Hersteller dabei auf sich allein gestellt, und ganz unterschiedlich fielen die Lösungen aus. „Die Verpackungskosten liegen zwischen ein und drei Cent je Wattpeak für die billigsten und zwischen zehn und zwölf Cent für die teuersten Verpackungen“, sagt Stefan Gärtner von der Logistik Plan GmbH. Manche Hersteller würden bewusst kostengünstig verpacken und dafür Risiken in Kauf nehmen. Andere verpackten sicher und teuer, aber erzeugten dafür viel Müll.
Eine derzeit beliebte und billige Variante ist die Verpackung mit Kunststoffecken. Dabei werden die Module mit vier Ecken bestückt und auf die Palette gelegt, dann wird die nächste Schicht aufgesteckt. Der ganze Stapel wird schließlich in Folie eingeschweißt. Es ist klar, dass solche Paletten nicht weiter gestapelt werden können und auch von anderem, scharfkantigem Frachtgut fernzuhalten sind. Module werden auch senkrecht stehend oder liegend in große Kartons gepackt, in Styroporbetten gelegt oder in extra angefertigten Holzverschlägen transportiert. Die Verpackungen werden meist mit Hilfe von Schadensmeldungen und Testfahrten weiter optimiert.
Für den größten Teil der deutschen Modulhersteller arbeitet Stefan Gärtner zurzeit an einer Bestandsaufnahme der verschiedenen Lösungen. Er ist Leiter der Arbeitsgruppe Solarlogistik im Verein Silicon Saxony. Die Teilnehmer haben sich Ende Juli darauf verständigt, nach einer einheitlichen, möglichst standardisierten und kreislauffähigen Verpackung zu suchen. Bis Ende September soll ein Benchmarking-System erarbeitet werden. Darin aufgelistet finden sich dann die verwendeten Modulmaße, Verpackungsarten, Transportmängel und Quoten von Transportschäden sowie die jeweiligen Kosten. Bis zur Auswertung und eventuellen Veröffentlichung der Ergebnisse behandeln die Hersteller diese Daten jedoch wie Betriebsgeheimnisse. Deshalb ist es schwer, Transportschäden genau zu beziffern.
Wissen nimmt ab
Wer nicht warten will, muss eine ältere Arbeit zurate ziehen. Die Studie „Source Reduction by European Testing Schedules“ (SRETS) vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie und mehreren europäischen Partnern aus dem Jahr 1999 befasste sich sehr ausführlich mit den Ursachen von Transportschäden in Europa. Die Forscher kamen für Güter, die in den entwickelten nördlichen Ländern ohne große Umstände transportiert werden, auf eine Schadensrate von 0,25 Prozent. Obwohl elektronische Produkte mit hochwertigen Oberflächen vor allem gegenüber Vibrationen empfindlich seien, gehen die größten Risiken vom Handling aus, also vom Ein-, Aus- und Umladen. Denn durch Unfälle wie das Fallenlassen einer Palette entstünden die weitaus größten Belastungen. Dabei sind ganze Paletten noch vergleichsweise gut geschützt, denn sie können nicht per Hand bewegt oder gar geworfen werden. Gleichzeitig konstatieren die Wissenschaftler mit Bedauern, dass die Anforderungen der Industrie an den Transport ihrer Güter recht unspezifisch und vage bleiben. Das Wissen in den Firmen nehme sogar ab, da sich die Unternehmen verstärkt um ihre Kernkompetenzen kümmerten und bewusst alle Randthemen ausklammerten.
Zahlen für die Schäden bei Transporten von Photovoltaikmodulen hat zum Beispiel IBC Solar erhoben. Die Firma gibt die Quote mit 0,1 Promille an. Das heißt, dass nur in einem von 10.000 Fällen ein Modul wegen Transportschäden reklamiert wird. Vorstand Norbert Hahn konstatiert somit: „Es gibt einen hohen Standard an Zuverlässigkeit.“ Doch dieser Eindruck dürfte täuschen, denn Gärtner, auch wenn er die echten Zahlen noch nicht preisgeben will, spricht von deutlich höheren Reklamationsraten bei den Herstellern. Er gehe von 0,1 Prozent aufwärts aus, und Beispiele, die er aus der Praxis seiner Kunden kenne, ließen sogar Schadensraten von bis zu drei Prozent vermuten.
Schäden oft nicht erkannt
Dieser scheinbare Widerspruch lässt sich nur dadurch aufklären, dass bei Schäden zunächst nicht der Transport als Ursache erkannt wird und die Reklamationen deshalb eher beim Hersteller auflaufen als beim Händler. So rücken verstärkt sogenannte Mikrorisse in den Fokus der Aufmerksamkeit. Im Photovoltaiklabor der Hochschule München stehen derzeit drei Paletten mit nagelneuen Modulen. Obwohl die Verpackung offenbar unbeschädigt ist, tragen sie einen Makel. Eine Palette ist vom Stapler gefallen, eine versehentlich gerammt worden, und die dritte soll etwas unsanft einige Stufen heruntergepoltert sein. Die Module selbst blieben dabei offenbar unbeschädigt.
Bei einer Sicht- und Leistungsprüfung bewegen sich die Werte im Rahmen des Erlaubten. Ihrem Einbau stünde somit eigentlich nichts im Wege. Doch an der Hochschule München schauen die Forscher um den Projektleiter Thorsten Kopp genauer hin. Sie kehren in den Modulen den Stromfluss um und bringen sie dadurch ganz schwach zum Leuchten. Unter einer speziellen Elektrolumineszenzkamera können sie nun sehen, dass sich innerhalb der Zellen Mikrorisse gebildet haben oder einzelne Zellen durch den Bruch der Kontaktfinger ganz ausgefallen sind. Die Risse und Brüche, die Kopp entdeckt, sind ganz offenbar Transportschäden. Doch Endabnehmern ohne Spezialequipment würden sie zunächst gar nicht auffallen. Nach einiger Zeit, unter dem Einfluss von Hitze und Kälte, können sich die Risse jedoch auswachsen und zu Leistungseinbußen führen.
Stehend oder liegend?
Erst die genaue Prüfung einer Reklamation beim Hersteller führt dann zu der Erkenntnis, dass wohl ein Transportschaden die Ursache war. Doch die Beweislast liegt nun beim Produzenten, denn er hat eine Leistungsgarantie abgegeben, und die Risse könnten theoretisch noch im Werk entstanden sein. Somit ist der Nachweis eines Transportschadens schwierig. Im Prinzip kann ein Elektrolumineszenzbild bei der Ausgangsprüfung des Moduls helfen. „Das könnte man dann mit dem späteren Zustand des Moduls vergleichen“, sagt Jörg Althaus vom TÜV Rheinland. Der Leiter der Modulprüfung wendet diesen Vergleich an, wenn er Modulpaletten von Herstellern im sogenannten Shaker auf ihre Alltagstauglichkeit testet. Der Modulzustand wird vor der Transportsimulation mit einer Elektrolumineszenzkamera dokumentiert. Dann werden die Module 180 Minuten auf einem Schwingtisch oder Rüttler mit Vibrationsfrequenzen belastet, die durch die verschiedenen vertikalen Beschleunigungen etwa einer Fahrstrecke von 2.400 Kilometern entsprechen. Von der SRETS-Forschung wurden Belastungsprofile in ähnlicher Form ermittelt. Eine EL-Aufnahme der Module nach dem Testlauf beweist, dass sich vorhandene Risse verschlimmert und neue Risse gebildet haben.
Allerdings ist die Menge der Proben noch so gering, dass sich bislang keine Aussagen verallgemeinern lassen. So ist noch nicht einmal geklärt, ob es günstiger ist, Module liegend oder stehend zu transportieren. Bei liegendem Transport können die untersten Lagen starken Belastungen ausgesetzt sein. Wenn sie dagegen einzeln eingeschoben sind, wie zum Beispiel mit Kunststoffecken, und die Verpackung die Last an den Seiten abträgt, geraten liegende Module bei der Fahrt im Laster in Schwingungen, wodurch die Mikrorisse entstehen. Althaus‘ Tests haben ergeben, dass die Frequenzen bei einer Lkw-Fahrt durchaus auch die Eigenfrequenzen von Modulen treffen. Bei den Eigenfrequenzen geraten die Module besonders stark ins Schwingen, so dass Belastungsmaxima mit entsprechend größeren Schäden auftreten. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass horizontal gelagerte Module sich gegeneinander verschieben. Vertikal gestellte haben weniger Probleme mit Mikrorissen, müssen aber sehr gut gepuffert und verzurrt sein, damit sie nicht gegeneinanderschlagen. Das macht es schwieriger, einzelne Module zu entnehmen oder die Palette umzukonfektionieren.
Die meisten Experten tendieren zum vertikalen Transport. „Denken Sie an Glasscheiben“, sagt Stefan Gärtner, „die werden niemals liegend transportiert, das ist doch ein Stück gesunder Menschenverstand.“ Es sei für Monteure auch einfacher, stehende Module aufzunehmen. Trotzdem sei der Liegendtransport weit verbreitet, weil die Produktion die Module liegend abgebe. Sie aufzustellen und in der Verpackung abzupuffern, sei für die Robotik eine schwierige Aufgabe. Die Frage, ob horizontale oder vertikale Lieferungen günstiger sind, sei somit die Aufgabe mit der höchsten Priorität in seinem Arbeitskreis. Dabei komme es nicht nur auf die Schäden, sondern auch auf die Meinung der Installateure an.
Im zweiten Schritt wollen sich die Hersteller dann auf eine gemeinsame Standardverpackung einigen. Als Vorbild könnte beispielsweise die Automo bilindustrie dienen, die es geschafft hat, sich auf einheitliche VDA-Behälter festzulegen. Die gibt es in wenigen Größen und sie erreichen bis zu 200 Kreisläufe, allerdings ohne Baustellenberührung. Solch ein Kreislaufsystem wäre auch für Modulverpackungen denkbar. „Ein Hersteller benutzt bereits seit einem Jahr Modulbehälter aus Holz im Kreislauf“, berichtet Gärtner. „Sie sind sehr beanspruchungsfest und können für die Rücksendung zusammengeklappt und gestapelt werden. Der meldet inzwischen 20 Prozent Kosteneinsparung.“
Durch den Kreislauf werden die anfänglich teuren Behälter immer billiger, und je mehr Hersteller mitmachen, desto günstiger werden sie. Allerdings sind die unterschiedlichen Modulmaße und Formate das größte Hindernis. Da die Modulgrößen direkt von der verwendeten Produktionslinie abhängig sind, ist eine Einigung besonders schwer zu erzielen. Es käme darauf an, im Benchmarking die größtmöglichen Übereinstimmungen zu finden. Geringe Abweichungen kann eventuell das Innenleben einer Transportbox zum Beispiel mit Abstandhaltern ausgleichen. Aber vielleicht fördert der Kostendruck in der Logistik auch die ohnehin sinnvolle Beschränkung auf einige Standardmaße.
Die neue Lösung muss so überzeugend sein, dass sich die Hersteller von ihren bisherigen Varianten trennen. Dabei können auch Großhändler wie IBC Solar Druck ausüben. „Wir versuchen, auf die Hersteller step by step Einfluss zu nehmen, um einen Standard voranzutreiben“, sagt Norbert Hahn. „Schon jetzt versuchen wir, gemeinsam mit ihnen Versand- und Verpackungsregeln zu entwickeln.“
Seine Argumente möchte der Händler künftig von den Forschern der Hochschule München stützen lassen. Die Münchner wollen mit Hilfe von Bruchbildern auch nachträglich noch die Ursachen von Schäden ermitteln. „Es gibt ein typisches Bruchbild, je nachdem, wie man zum Beispiel eine Glasscheibe beschädigt. Das trifft auch auf Kristalle in den Modulen zu“, sagt Thorsten Kopp. Für einen aussagefähigen Katalog muss er die gängigsten Modularten testen und will sich mit Dünnschichtmodulen sogar auf Neuland wagen. „Wir können auch falsch liegen“, gibt er zu. „Vielleicht lässt sich die Ursache nicht so klar ablesen.“ Für die Logistiker ist die Forschung jedoch hochinteressant. „Sie soll auch Mikrorisse abdecken“, erklärt Hahn. Seine Firma hat sich kürzlich eine Elektrolumineszenz- und eine Wärmebildkamera angeschafft und will sie bei der Wareneingangsprüfung einsetzen. Ziel müsse es sein, Mikrorisse zu verhindern, weil sie langfristig die Leistung beeinflussen können. Ob sie jedoch einen reklamierbaren Mangel darstellen, sei bislang noch nicht geklärt.
Vorschriften für Installateure
Installateuren kann man somit nur raten, sich penibel an die Transportvorschriften der Hersteller zu halten. Aleo Solar arbeitet zum Beispiel nur mit autorisierten Installateuren zusammen. Ihnen werde in Schulungen auch das Thema „Lagerung, Transport und Entpacken von Solarmodulen“ vermittelt, erläutert Klaus Zwick, Leiter der Logistik. Zusätzlich befänden sich die Informationen noch in einem speziellen Fachhändlerordner zum Nachlesen. Darauf könne sich Aleo auch bei rechtlichen Fragen berufen, wenn sich ein Installateur beispielsweise nicht an den vorgeschriebenen stehenden Transport hält. Für alle anderen ist es eine gute Empfehlung, Module mit der gleichen Sorgfalt zu behandeln, mit der man auch Glasscheiben bewegen würde, sie also nicht auf die Ecken zu stellen und die Kanten abzupolstern.
Da Module aufgrund der Kabel und Anschlüsse nicht so ebenmäßig sind wie Glas, müssen sie darüber hinaus noch verstärkt vor Kratzern bewahrt werden. Außerdem sollten sich Solarteure und Kunden nicht scheuen, die Ware gegebenenfalls zu reklamieren, wenn sie falsch gelagert oder schlecht verpackt bei ihnen eintrifft. Jeder äußerlich sichtbare Schaden könnte schließlich ein Hinweis auf starke Erschütterungen oder falsche Behandlung sein, die der Kunde später mit Leistungseinbußen bezahlt.
Wenn die Industrie Mikrorisse und andere Transportschäden verhindern will, hat sie neben der Verbesserung der Verpackungslösung noch zwei weitere Ansatzpunkte. So lässt sich zusätzlich die Produktstabilität erhöhen und der Ablauf in der Logistikkette optimieren. Alle drei Möglichkeiten sind bislang nicht ausgereizt. Zwar sind die Module als langlebige Lösung für den Außenbereich bereits recht stabil. Der TÜV Rheinland bietet trotzdem an, ihre Anfälligkeit für Vibrationen zusätzlich zu testen und somit die Belastung bei Transporten zu simulieren. Demnächst soll dafür ein standardisiertes Testverfahren entwickelt werden. Im Anschluss können auch die Langzeitauswirkungen der Mikrorisse durch Klimatests nach ISC 61215 ermittelt werden.
Vorsicht beim Umladen
Die Erkenntnis, dass vor allem das Ein-, Aus- und Umladen zu Schäden führt, lenkt den Blick auf die Versandwege. Nur bei großen Kraftwerksbauten liefern die Hersteller direkt vom Werk auf die Baustelle. In den meisten anderen Fällen gehen Module vom Werk in großen Abpackungen zum Händler und werden von dort weiterverteilt. Der Einfluss des Versenders auf den Versandweg ist dabei aber gering und weiter sinkend. „Die Kostenbelastung ist in den Speditionen gestiegen, durch die Ölpreissteigerung, durch Maut und Steuern, deshalb sparen viele bei Sicherheit, Ausbildung und Qualität“, sagt Stefan Gärtner.
Außerdem habe die Vergabe von Aufträgen an Sub- und Subsubunternehmer zugenommen, um vorhandene Ladekapazitäten noch besser zu nutzen. Die Logistiker in den Photovoltaikunternehmen können nur dagegenhalten, indem sie ihre Ansprüche erhöhen. „Der Transport hochwertiger Waren ist auch eine Vertrauenssache“, sagt Aleo-Logistikleiter Klaus Zwick. „Wir arbeiten seit Jahren mit unserem Hausspediteur zusammen. Er kennt unsere Qualitätsanforderungen, und wir können uns auf einen reibungslosen Transport verlassen.“ Zusätzlich führe seine Abteilung selbstorganisierte Transporttests durch und befrage die Kunden über die erlebten Transportdienstleistungen.
Das ist aber nicht selbstverständlich. „Was die Rückverfolgbarkeit der Transporte, die Kennzeichnung der Pakete und die Identifizierung der Versandeinheiten auf der Baustelle angeht, befindet sich die Photovoltaikbranche noch im Mittelalter“, sagt Gärtner. Dabei gebe es gute Beispiele aus Handel und Automobilindustrie mit hochentwickelten Warenströmen und genormten Kennzeichnungssystemen.
So hoffen Solarteure und Händler weiter darauf, dass es den deutschen Herstellern möglichst bald gelingt, ein standardisiertes Versandverfahren mit genormten und wiederverwertbaren Verpackungen durchzusetzen. Dann dürften sie erneut eine Nasenlänge weiter vorn liegen im internationalen Wettbewerb. Denn genormte Verpackungen ließen sich auch maschinell bestücken und könnten dadurch ihren Kostenvorteil erst richtig ausspielen.
