Drum prüfe, wer sich ewig bindet. Die Redensart mag nicht ganz passen. Dennoch: Wer 20 Jahre und länger höchste Erträge von seiner Anlage erwartet, der sollte sich nicht nur auf Zertifikate und Versprechen in Papierform verlassen.
Trotz guter Reputation eines Herstellers und bereits tausendfach verbauter Qualität, letztlich kann sich ein Anlagenbetreiber nur durch Stichprobenprüfungen der angelieferten Module vor mängelbehafteten Chargen schützen. „Außerdem werden dabei auch eventuelle Transportschäden sichtbar“, ergänzt Erik Lohse. Er ist Geschäftsführer der Firma MBJ Services, die seit vier Jahren den Vor-Ort-Test von Modulen mit mobilen Prüflaboren anbietet.
Transport als erste mechanische Belastung: ein Indikator
Stichprobentests auf der Baustelle lohnen sich in der Regel ab einer Prüfmenge von 20 Modulen. Damit hat man für eine Anlage von 25 oder 30 Kilowatt Leistung eine relativ große Stichprobe. Der vollumfängliche elektrische Test sowie Elektrolumineszenz und Flashen sind in dieser Größenordnung für unter 1.000 Euro zu haben. Je größer die Anzahl Module, die in einer Anlage verbaut werden, umso preiswerter wird es. Denn die Stichproben werden kleiner. Bei einer 750-Kilowatt-Anlage mit rund 2.800 Modulen würden 125 Module gemessen, ein Aufwand von rund 2.000 Euro, der sich nach Meinung von Lohse auf jeden Fall lohnt.
Selbstredend sollten die Module nach dem Zufallsprinzip aus verschiedenen Kisten entnommen werden. Einen weiteren Vorteil erklärt Lohse: „Man misst in diesem Fall die Module auf der Baustelle nach einer schon erfahrenen mechanischen Belastung. Das ist eigentlich das A und O. Module müssen ja mechanischen Belastungen standhalten: Die erste ist der Transport, die zweite die Installation und später im Betrieb kommen Schneelast, Sturm und Hagel hinzu.“
Modultypen verhalten sich unterschiedlich
Die mangelnde mechanische Belastbarkeit wird relativ schnell sichtbar in Form von Zellbrüchen, die man bei Anlieferung auf der Baustelle feststellt. Dann wird häufig der Transport als Ursache angesehen. „Aber da sage ich ganz klar Nein. Natürlich kann das Problem an einem extrem schlechten Transport liegen. Aber der muss schon sehr extrem gewesen sein, um ein gutes Modul nachhaltig zu schädigen.“
Vielmehr sei es so, dass die verschiedenen Modultypen sehr unterschiedliche mechanische Belastung aushalten. Das hängt von den verwendeten Materialien ab und von der Fertigung. Und es gibt immer wieder Chargen, in denen die mechanische Stabilität nicht so gut ist, wie sie sein sollte. „Wir haben die Erfahrung gemacht, dass es Module gibt, die bei vielen Tests durchgängig immer in Ordnung sind, und andere Module, bei denen es mal besser und mal schlechter aussieht“, berichtet Lohse. Er findet diesen Befund nach Anlieferung wichtig, denn er sei ein Erstindikator, ob die jeweilige Charge einwandfrei sei.
Mangelhafte Module reklamieren – Vertrag ist wichtig
Zudem lohne sich eine Prüfung nach Installation oder kurz vor Ablauf der Produktgarantie. Denn ob die Degradation sich noch im tolerablen Rahmen bewegt oder ob Temperatur und Feuchtigkeit die Module schädigen, das kann man erst sehen, wenn die Module eine Weile in Betrieb sind. Große Investoren tun dies, aber auch für kleinere Anlagen könnte das ein gutes Mittel zur Qualitätssicherung sein.
Vielleicht ist ein Installateur skeptisch, auf der Baustelle Stichproben prüfen zu lassen. Schließlich geht es nicht nur um die Kosten. Die Prüfung muss auch organisatorisch eingetaktet werden. Aber es gibt ja auch andere Konzepte: Er könnte die Stichprobe einer größeren Einkaufsmenge im Lager prüfen und die Module dann in kleineren Anlagen verbauen.
Doch eines sollte man immer im Auge behalten: Prüfungen von Modulen sind nur dann wirklich sinnvoll, wenn man als Kunde entsprechende Garantie- und Reklamationsbedingungen hat. Ist der Vertrag schwammig oder hat Lücken, dann ist es schwierig, tatsächliche Produktmängel geltend zu machen.
Bedingungen, die beim Autokauf nicht akzeptiert würden
Die Vertragsbedingungen entscheiden letztlich über eine erfolgreiche Reklamation. Und zwar die Vertragsbedingungen vom Installateur zum Großhändler, vom Großhändler zum Hersteller und nicht zuletzt vom Kunden zum Installateur. Denn der Kunde fragt: Was sicherst du mir zu – einen bestimmten Ertrag oder einen bestimmten Zustand? „Da liegt doch einiges im Argen. Kunden bekommen Garantiebedingungen untergejubelt, die sie bei keinem Autokauf akzeptieren würden“, weiß Lohse aus Erfahrung. MBJ hat zusammen mit Partnern Bewertungskriterien entwickelt, die die Qualität eines Moduls beschreiben. Sie münden in eine Kategorisierung von vier Klassen: A bis D. Die meisten Modulhersteller akzeptieren diese Kriterien, weil sie sie als fair empfinden. Ein guter Modulhersteller liefert heute auf die Baustelle 80 Prozent seiner Module in der besten Kategorie (A), etwa 20 Prozent in der zweitbesten (B), aber keine Module, die mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit in Zukunft die garantierte Performance nicht halten werden (C und D).
Der Kostendruck bei den Herstellern ist enorm. Immer weniger Marge bleibt bei den Modulproduzenten. Prozesse werden kostenoptimiert, bei den Zulieferern wird um jeden Dollar gefeilscht. Hinzu kommen weltweit wechselnde Zollbestimmungen und andere Kriterien, die darüber entscheiden, wo welche Fertigung mit welchen Kapazitäten aufgebaut und betrieben wird.
Mehr als gültige Normen erfüllen nur wenige Produkte
Qualität steht dabei zwar nicht an letzter Stelle, aber mehr als gültige Normen und Anforderungen erfüllen die Produkte immer seltener. Zudem liegt die Deutungshoheit darüber, wann welcher Produktions-Output als Fehler beziehungsweise Ausschuss betrachtet wird, bei den Herstellern selbst. Natürlich will jeder höchste Qualität ausliefern – aber ob es tatsächlich in der Masse auch gelingt, darf durchaus bezweifelt werden.
Erik Lohse von MBJ sagt: „Hersteller, die viel Aufwand in puncto Qualitätskontrolle stecken, sind rar geworden. Die Normen werden natürlich von allen Herstellern erfüllt. Aber immer weniger Unternehmen geben extra Geld dafür aus, dass ein Modul wirklich 20 Jahre höchste Erträge liefert.“ Das sei ein Wandel, auf den der Installateur und der Eigentümer reagieren müssten.
Verantwortung wandert in Hände der Installateure
Die Verantwortung für die Qualität wandert also auch in die Hände der Installateure und Anlagenbesitzer. Letztere wollen für Module möglichst niedrige Preise zahlen. Die Kehrseite der Medaille ist dann eine aufwendigere Qualitätskontrolle der angelieferten Komponenten.
Für Installateure durchaus ein zweischneidiges Schwert. Finden sie mangelhafte Module in einer Lieferung, könnte das leicht auf sie selbst zurückfallen – weil sie einen unzuverlässigen Lieferanten ausgewählt haben. Zudem können sie Module, die mit hoher Wahrscheinlichkeit in einigen Jahren nicht mehr die versprochene Leistung bringen, nicht einfach einbauen. Denn dann handeln sie nicht mehr in gutem Glauben.
MBJ
Mikrorisse an installierten Anlagen erkennen
Die Firma MBJ bietet ein neues mobiles Prüfverfahren, mit dem Mikrorisse in Modulen nachgewiesen werden können. Die Prüfung kann vor Ort an der Anlage erfolgen. Die Module müssen jedoch schon zwei bis sechs Monate in Betrieb gewesen sein. Dann können mit einem UV-Fluoreszenzverfahren Mikrorisse sichtbar gemacht werden.
Mit der UV-Fluoreszenz wird ein ähnlicher Effekt nachgebildet, der unter dem Begriff Schneckenspuren vor einigen Jahren zunächst für viele Fragezeichen sorgte. Schneckenspuren sind optische Erscheinungen, die sich infolge von Mikrorissen ausbilden. Sie traten allerdings nur bei einigen Modultypen auf, weil sie von der chemischen Zusammensetzung der Materialien abhingen. Mit dem UV-Licht wird die Fluoreszenz angeregt, die durch Mikrorisse sichtbar beeinflusst wird. Entwickelt wurde das Verfahren von Forschern an der ISFH. MBJ bietet nun mit dem MBJ Smart UV light ein Komplettset im Koffer, der eine UV-Lampe mit Zubehör enthält. Eine preiswerte praktische Anwendung ist damit möglich. Einzige Einschränkung: Die Prüfung muss in der Dämmerung oder Dunkelheit erfolgen.
In Deutschland unterhält MBJ zusammen mit seinen Partnern sieben mobile Labore, die vor Ort alle relevanten Messungen an Modulen vornehmen können. Zusätzlich gibt es mittlerweile ein mobiles Labor, das Module in Laborqualität flashen kann. Weitere mobile Labore sind in den Niederlanden, Großbritannien, Frankreich und Griechenland im Einsatz.
PI Berlin/Solar Buyer
Qualitätssicherung von der Fabrik bis ins Feld
Das PI Berlin und Solar Buyer haben sich zu einem Dienstleistungsunternehmen zusammengeschlossen. Das Unternehmen konzentriert sich ausschließlich auf das Qualitäts- und Risikomanagement von Photovoltaikbauteilen und -systemen. Beide Unternehmen vereinen umfangreiche Expertise bei Labortests, Fabrikaudits und Feldinspektionen und wollen als Qualitätsmanagement-Anbieter für Banken, Investoren, Projektentwickler und Energieversorger tätig werden.
Die neue Struktur spiegelt die starke Fokussierung auf das Management komplexer Projekte wider, die auch ein hohes Maß an technischem Know-how erfordern. Käufer, Eigentümer und Betreiber finden im PI Berlin einen Ansprechpartner, der nicht nur eine erhebliche Konzentration an Wissen und Erfahrung bietet, sondern auch weltweit flexibel agieren kann.
Neben vollständig nach ISO 17025 zertifizierten Laboren in Europa und China bietet das Unternehmen spezialisierte Kompetenzzentren für bifaziale Solarmodule und Dachziegel, Dünnschichtmodule, Reinigungslösungen, Wechselrichter sowie die Überprüfung und Evaluierung von Kraftwerken vor Ort. Um die Organisation komplexer technischer Prüfungen von Anlagen zu erleichtern, bietet das Unternehmen zudem auch ein völlig unabhängiges Qualitätsbewertungssystem für Module sowie komplette Kraftwerke an.
Drei neue Geschäftsbereiche wurden geschaffen: Das erfahrene Vertriebs- und Marketingteam widmet sich der kaufmännischen und technischen Kundenberatung. Das Team Projektumsetzung koordiniert weltweit den Ablauf von Projekten, um den Kunden die effiziente Umsetzung der bestellten Leistungen zu gewährleisten. Das technische Serviceteam erbringt die eigentlichen Labor-, Fabrik- und Felddienstleistungen mit hochqualifizierten Ingenieuren und zertifizierten Geräten.
So wird beispielsweise ein typisches Projekt mit einem Fabrikaudit in Vietnam vor der Produktion, einem Labortest in Deutschland und einem Feldeinsatz in Indien durch die Leistungen des PI Berlin komplett abgebildet. Erfahrungen mit bestehenden Kraftwerken und Bauteilen fließen direkt in die Verbesserung neuer Projekte ein.
Die Dienstleistungen des Unternehmens werden in den USA und China zunächst unter der Marke Solar Buyer weitergeführt. In allen weiteren Regionen wird das Branding des PI beibehalten. Das PI Berlin verfügt über zwei Büros und ein nach ISO 17025 akkreditiertes Prüflabor in Deutschland, ein zweites akkreditiertes Prüflabor in China sowie Büros in Shanghai in China, Chennai in Indien und Boston in den USA.
Qualitätssicherung auf der Baustelle: Letztlich kann nur die Messung von Stichproben die Qualität der angelieferten Module tatsächlich nachweisen. Das lohnt sich ab einer Prüfmenge von 20 Modulen.
Neues Modul bei Anlieferung: Dieses Modul weist keine Schäden auf. Bei polykristallinen Modulen ist immer eine Kristallstruktur sichtbar, die in Form unregelmäßiger schwarzer Flecken erscheint. Die Zellen eines Moduls können dabei sehr unterschiedlich aussehen, wenn sie aus verschiedenen Ingots stammen.
Neues Modul bei Anlieferung: Die Zellen in der linken Reihe weisen elektrische Abtrennungen aufgrund fehlerhafter Lötverbindungen auf. Hier handelt es sich ganz eindeutig um einen Mangel, der in der Herstellung entstanden ist. Fehlerhafte Lötverbindungen sind in der Praxis häufig anzutreffen.
Neues Modul bei Anlieferung: Dieses Modul hat eine flächige mechanische Belastung erfahren, ein Verbiegen, Durchschwingen oder Verwinden während des Transportes. Haben auffällig viele Module einer Stichprobe dieses Erscheinungsbild, eventuell sogar aus verschiedenen Lieferungen, kann es sich um besonders fragile Module handeln, die weiteren Modulbelastungen während des Betriebes nicht einwandfrei standhalten werden. Die waagerechten Linien, die sich über alle Zellen ziehen, sind Spuren des Diamant-Sägens.
Dieses Modul war bereits zwei Jahre in Betrieb. Die dunklen Zellen sind degradiert. Außerdem sind Mikrorisse und mangelhafte Lötverbindungen sichtbar. Die Lötprobleme haben bereits zur elektrischen Abtrennung geführt (Zelle 3/6 blau umrandet). Diese Mängel werden erst nach einiger Betriebszeit sichtbar.
MBJ hat gemeinsam mit dem TÜV Süd einen Bewertungskatalog für Module erarbeitet, der von den Herstellern akzeptiert wird. Darin werden Prüfmethoden und die Einordnung der Ergebnisse in kurzer, verständlicher Form definiert.
Sind Mikrorisse vorhanden, verändert sich das Fluoreszenzbild, das bei UV-Bestrahlung sichtbar wird. Wichtig dabei: Man sieht nicht die Mikrorisse selbst. Es handelt sich also um eine indikative Methode: Erhalte ich dieses Ergebnis bei einer Aufnahme mit UV-Fluoreszenz, liegt die Vermutung nahe, dass Mikrorisse vorhanden sind. Eine EL-Messung ist dann der nächste Schritt.
Links im Bild jeweils eine Fluoreszenzaufnahme mit UV-Bestrahlung (blau) und darüber eine Elektrolumineszenzaufnahme (grau).
