Systemspannung, TCO-Korrosion und Generatorerdung bei Dünnschichtmodulen

Wechselrichter mit Transformator bietet hohen Energieertrag sowie Flexibilität

PV-Module aus Dünnschichtzellen werden heute in einer Vielzahl von innovativen Technologien angeboten, die zukunftsweisende Vorteile versprechen, wie z. B. niedrige Herstellungskosten und kurze Energierücklaufzeiten. Gegenüber den Modulen aus kristallinen Si-Zellen sowie auch untereinander weisen sie jedoch andere elektrische Eigenschaften auf, die Auswirkungen auf die Auswahl des geeigneten Wechselrichters haben.

Dipl.-Ing. Joachim Laschinski, Produktmanager
PV-Module aus Dünnschichtzellen werden heute in einer Vielzahl von innovativen Technologien angeboten, die zukunftsweisende Vorteile versprechen, wie z. B. niedrige Herstellungskosten und kurze Energierücklaufzeiten. Gegenüber den Modulen aus kristallinen Si-Zellen sowie auch untereinander weisen sie jedoch andere elektrische Eigenschaften auf, die Auswirkungen auf die Auswahl des geeigneten Wechselrichters haben. Der Anlagenplaner muss diese Besonderheiten kennen und sie den Technologien richtig zuordnen können. Dieser Beitrag soll ihn dabei unterstützen und insbesondere einen Aspekt beleuchten, der nicht aus jedem Datenblatt hervorgeht.

ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN VON DÜNNSCHICHTZELLEN

PV-Anlagen mit Dünnschichtmodulen werden grundsätzlich nach denselben Regeln aufgebaut wie die marktdominierenden Zellen aus kristallinem Silizium. Um den optimalen Energieertrag zu erzielen, muss die Auslegung die jeweiligen Besonderheiten der einzelnen Technologien berücksichtigen, denn es gibt nicht „die” Dünnschichtzelle, wie die Zusammenstellung einiger charakteristischer elektrischer Daten in zeigt.

Diese elektrischen Eigenschaften gehen offensichtlich aus den Datenblättern hervor. Besonders bei der Verwendung von Auslegungsprogrammen* werden diese Herstellerangaben automatisch berücksichtigt. In vorliegendem Beitrag soll dagegen eine Eigenschaft beschrieben werden, die der Planer in fast keinem Datenblatt fi ndet: Die Empfindlichkeit für TCO-Korrosion bzw. die erlaubte Polarität der Systemspannung.

TCO-KORROSION

In den ersten aufgebauten PV-Generatoren aus Dünnschichtmodulen konnte bereits nach relativ kurzer Betriebszeit eine Schädigung (Korrosion) der so genannten TCO-Schicht (TCO: Transparent Conductiv Oxide) einiger Module beobachtet werden. Die Schädigung dieser elektrisch leitenden Schicht, die bei fast allen Dünnschichttechnologien zur Stromführung auf der beleuchteten Zellenoberseite eingesetzt wird, ist irreversibel und führt zu erheblichen Leistungsverlusten. In Untersuchungen des FSEC (Florida Solar Energy Center, Florida, USA) im Auftrag des NREL (National Renewable Energy Laboratory, Colorado, USA) wurden seit dem Jahr 2000 die Schädigungsmechanismen durch elektrochemische Korrosion an Dünnschichtmodulen untersucht.

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