TÜV Rheinland: Mehr Investitionen in Qualität und Verlässlichkeit bei der Nutzung von Solarenergie nötig

Experten kritisieren Investitionszurückhaltung bei Qualitätssicherung / TÜV Rheinland Qualitätsmonitor Solar 2014: Mängel entlang der gesamten Wertschöpfung eines Projektes reduzieren / Messe München, Halle A1 Stand 713, 4. bis 6. Juni 2014
Umfassendes Prüfprogramm zur Kontrolle von Solarmodulen beim Transport (PresseBox) (Köln / München, ) Obwohl Prüfprogramme zur Qualitätssicherung bei der Nutzung von Solarenergie vorhanden sind und innovative Prüftechnologien stetig entwickelt werden, sind weiter Ertragsausfälle, Installations- und Sicherheitsmängel bei Solaranlagen in großem Umfang zu beobachten. Dies stellt TÜV Rheinland in seinem Qualitätsmonitor Solar 2014 zur Fachmesse Intersolar fest.

„Wir stehen an einem Scheideweg: Die Akzeptanz der Photovoltaik zur Erzeugung von Solarstrom steht und fällt langfristig mit der Verlässlichkeit der Technologie und der Rentabilität. Unternehmen, die an der Qualitätssicherung sparen und billig mit preiswert verwechseln, schaden sich selbst und auf Dauer auch der Branche“, so Willi Vaaßen, der als Geschäftsfeldleiter Solarenergie bei TÜV Rheinland seit mehr als dreißig Jahren die technologische Entwicklung der Branche begleitet.

Aktuell haben neue Daten aus einem Forschungsprojekt zur Brandvorbeugung bei Photovoltaik-Anlagen unter Federführung von TÜV Rheinland gezeigt, dass die Brandrisiken zwar sehr gering sind, aber gleichzeitig nahezu alle festgestellten Brände wären ohne kostspieligen Mehraufwand vermeidbar gewesen, bevor die Anlage überhaupt ans Netz geht. Bislang konnte (bei über 1,4 Millionen Anlagen im Betrieb) in Deutschland sicher bei rund 210 Fällen festgestellt werden, dass Brände durch Photovoltaik-Anlagen verursacht wurden. Die häufigsten Brandursachen sind Installationsfehler gefolgt von Produkt- und Planungsmängeln. Zudem treten die meisten Brände bereits im ersten Jahr des Betriebs auf und dann in den ersten fünf Folgejahren.

Prüfungen von Fachbetrieben systematisch ausbauen
Nach Einschätzung der Fachleute des weltweit führenden Prüfdienstleisters der Branche mangelt es weiterhin an der Sensibilität für Qualität und unverändert auch an der notwendigen Qualifikation: Bereits 2013 hat TÜV Rheinland in einer Mängelstatistik für Großanlagen festgestellt, dass in den vergangenen Jahren rund 30 Prozent aller von dem Prüfunternehmen abgenommenen Großanlagen gravierende Mängel aufwiesen, entweder sicherheitsrelevante Fehler mit direktem Handlungsbedarf oder eine erhebliche Fehlerhäufung, die die Funktion der Anlagen stark beeinträchtigt. Die Hälfte aller festgestellten Mängel sind Installationsfehler. Aus diesem Grund hat TÜV Rheinland in den vergangenen Monaten einen neuen Prüfstandard für Installationsfachbetriebe in den Markt gebracht. „Damit verfolgen wir das Ziel, die fachliche Qualifikation zu fördern und stets auf dem Stand der Technik zu halten“, so Vaaßen.

Zertifizierte Installationsfachbetriebe werden jährlich überwacht. Gleiches gilt auch für Wartungsunternehmen, die sich von TÜV Rheinland erfolgreich zertifizieren lassen wollen: Seit Frühjahr 2014 prüft TÜV Rheinland nach einem ebenfalls neu entwickelten Standard Fachbetriebe zur Wartung von Photovoltaik-Anlagen. Die Prüfung der Wartungsfachbetriebe für Photovoltaik-Anlagen nehmen die Fachleute von TÜV Rheinland anhand eines breit gefächerten Kriterienkatalogs vor. Im Zentrum stehen dabei die Qualifikation des Wartungspersonals und die Qualität der technischen Wartung, die einmal jährlich von dem Fachbetrieb an einer Anlage vorgenommen werden muss. Diese muss die sichere und einwandfreie Funktion der Anlage gewährleisten.

Speziell in Deutschland mit seiner großen Zahl installierter Anlagen wird die Wartung auch älterer Anlagen schnell Relevanz gewinnen. Vaaßen: „Anlagenbetreiber sollten nicht mit der Wartung warten.“ Die Fachleute empfehlen vielmehr, kleine Anlagen beispielsweise auf Dächern von Einfamilienhäusern am besten jährlich nach dem Winter überprüfen zu lassen. Dabei kann der Umfang der Kontrollen sehr unterschiedlich sein. Nicht immer ist eine große Inspektion notwendig.

Neue Testverfahren zur ganzheitlichen Qualitätssicherung
TÜV Rheinland setzt die weitere Optimierung von Prüfverfahren auf einzelnen Stufen der Wertschöpfung in der Solarbranche gezielt fort, um künftig ganzheitliche Programme zur Qualitätssicherung entlang der Umsetzung von Photovoltaik-Projekten bieten zu können. Als Weltneuheit haben TÜV Rheinland und der Logistikdienstleister DB Schenker 2014 das gemeinsam entwickelte und umgesetzte Monitoringsystem für den Transport von Photovoltaik-Modulen eingeführt. Branchenexperten gehen davon aus, dass zwischen 5 und 10 Prozent aller Module durch den Transport unnötig in Mitleidenschaft gezogen und in ihrer Leistung vermindert werden.

Ziel des neuen Monitoring- und Kontrollsystems ist es nun, die Transparenz, Datenvalidität und Sicherheit entlang des globalen Transportweges der Solarmodule von der Ausgangskontrolle im Herstellerwerk bis zur Auslieferung an die Baustelle systematisch zu erhöhen und Risiken für die Module zu erkennen. Entwicklung und Testphase des Projektes haben über ein Jahr beansprucht. Das Verfahren trägt dazu bei, ein verlässliches, auf validen Messungen beruhendes Warenausgangssystem zu etablieren und Transportschäden zu erkennen, bevor die Leistung eines Solarkraftwerks oder einer Solaranlage geschmälert wird.

Ein wichtiger Bestandteil bei der Entwicklung der neuen Dienstleistung ist die Analyse und letztlich Bewertung auftretender Belastungen für die einzelnen Module. Da die Analysetechnik stetig fortschreitet, gewinnt nach Ansicht von TÜV Rheinland die Bewertung beispielsweise von Mikrorissen oder Schneckenspuren ebenfalls an Bedeutung. Denn Riss ist längst nicht gleich Riss. Eine immer größere Rolle spielt in der Praxis die Langzeitbeobachtung und -bewertung von Schädigungen durch TÜV Rheinland. Aktuell untersucht ein Konsortium renommierter Unternehmen und Wissenschaftsinstitute mit TÜV Rheinland, welche Langzeitwirkungen typische Schädigungen an Photovoltaik-Modulen auf die Funktion und Leistung haben. Ziel ist es, praxisnah festzustellen, welche typischen Fehler und Schäden hinsichtlich Leistung oder Funktionalität wirklich relevant sind und welche mit großer Wahrscheinlichkeit zu tolerieren sind.

Prüfungen von Modulen weiter optimieren
Weltweit prüft TÜV Rheinland Photovoltaik-Module im Labor auf Basis der grundlegenden Anforderungen der IEC-Bauartzertifizierungen. Dabei ist weiterhin festzustellen, dass neue Modultypen für die Anforderungen der Bauartzertifizierung gut ausgelegt sind. So betrug die Zahl der Fehler bei den Zertifizierungsprüfungen im Jahr 2013 bei etwa 10 Prozent und lag damit auf dem Niveau von 2012. Der Langzeittrend ist eindeutig: noch vor 10 Jahren fielen über 30 Prozent aller Module bei TÜV Rheinland durch die IEC-Bauartzertifizierungen. Jörg Althaus, ebenfalls Geschäftsfeldleiter Solarenergie bei TÜV Rheinland: „Wichtiger als diese Punktbetrachtung ist die gleichbleibende Qualität in der Produktion. Zudem sind spezielle und tiefergehende Prüfungen für die Module in der jeweiligen Anwendung wesentlich wichtiger.“ Stichworte seien dabei die Entwicklung von Modulen für spezielle Anwendungen sowie Performanceveränderungen, die sich oftmals erst in der Praxis zeigen.

Beispiele solcher Tests sind reale Ertragsmessungen in verschiedenen Klimazonen sowie die Prüfung auf Potential induzierte Degradation (PID), bei der sich die Leistung eines Moduls reduziert, wenn diese im Betrieb einer hohen Spannung zwischen Zellen und Erde ausgesetzt ist und für diesen Effekt günstige klimatische Bedingungen vorliegen. Bei der Bestimmung von PID arbeitet TÜV Rheinland nach einem normierten Verfahren, um die Anfälligkeit der Module festzustellen.

Den Energieertrag von Solarmodulen abhängig vom Klima untersucht TÜV Rheinland derzeit weltweit. Die Messungen sollen die grundlegende Frage beantworten, inwieweit sich klimatische Faktoren auf den Ertrag von Photovoltaik-Modulen auswirken. Zu Klimafaktoren zählen neben der Temperatur und dem Spektrum des Sonnenlichtes unter anderem die Luftfeuchtigkeit und der Niederschlag, aber auch mögliche Belastungen durch Sand oder salzhaltige Luft. Nach den bisherigen Erfahrungen und Analysen gehen die Fachleute von TÜV Rheinland davon aus, dass Ertragsunterschiede verschiedener Module und Modultechnologien in der Abhängigkeit des jeweiligen Klimas über 10 Prozent liegen können. Für die Vergleichsmessungen des Energieertrags hat TÜV Rheinland fünf Testfelder in verschiedenen Klimazonen aufgebaut.

Auch bei der Fortentwicklung bestehender Belastungstests für Solarmodule spielen klimatische Bedingungen eine wichtige Rolle. So bietet TÜV Rheinland seit diesem Jahr einen verschärften Hagelschlagtest nicht nur für Solarkollektoren und Photovoltaik-Module. Prüflinge können bei einer Geschwindigkeit von bis zu 30,8 Metern pro Sekunde und mit bis zu 50 Millimeter großen Hagelkörnern beschossen werden. Hintergrund der neuen Tests ist, dass Versicherer und Projektierer zunehmend auf den schärferen Tests bestehen, da die durch Hagelstürme verursachten Schäden an Solaranlagen in den vergangenen Jahren erheblich gestiegen sind. Althaus: „Mit solchen Tests wollen wir dazu beitragen, die Versicherbarkeit von Projekten grundsätzlich zu erhalten. Denn dies kann sich zu einer kritischen Komponente für die Branche entwickeln.“

Andere klimatische Extrembelastungen treten in Wüstenregionen auf, in denen zuletzt mehr und mehr Solarprojekte weltweit realisiert werden. Hier spielen erhebliche höhere Umgebungstemperaturen und damit Modultemperaturen sowie Sand und Staub eine Rolle, die durch bestehende Normen nicht berücksichtigt werden. TÜV Rheinland kooperiert hier mit einem erfahrenen Prüflabor zur Bewertung von Sandabrasionen. Auch die höhere UV-Strahlung und die Temperaturbelastungen werden in zukünftigen Prüfsequenzen berücksichtigt.

Sicherheit bei Komponenten und Speichersystemen
Getrieben ist die Fortentwicklung der Qualitäts- und Sicherheitsprüfungen von TÜV Rheinland unverändert auch von technischen Innovationen und Produktveränderungen. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie führt TÜV Rheinland beispielsweise ein Forschungsprojekt zur sicheren Freischaltung von Solarstromanlagen unter anderem bei Notfällen durch. Denn selbst wenn bei einem Notfall das Wechselstromnetz vom Energieunternehmen abgestellt ist, stehen bei Solaranlagen die Gleichspannungsleitungen und Anschlusspunkte zwischen den Photovoltaik-Modulen und dem Wechselrichter unter Spannung, solange Licht einfällt. Dies kann für Menschen ein zusätzliches Risiko darstellen. Im Zentrum des Forschungsprojektes, das bis Sommer 2015 läuft, steht die Erarbeitung der technischen Grundlagen zur Bewertung, Prüfung und Konstruktion von technischen Schaltern.

Ein weiteres Innovationsthema betrifft Speichersysteme für Solarstrom, die auch auf der Intersolar eine immer größere Rolle spielen. TÜV Rheinland hat ein Testprogramm für Solarstromsysteme mit stationären Speichern entwickelt, wie sie beispielsweise in Einfamilienhäusern eingesetzt werden. Das Verfahren berücksichtigt bereits bestehende Prüfgrundlagen für Batterien, elektrische Komponenten, Wechselrichter oder Module als auch Regeln, die eine Fördergrundlage der deutschen Kreditanstalt für Wiederaufbau bilden, Stichwort „KfW-ready“. Voraussetzung für eine Förderung sind unter anderen bestimmte Kriterien in der Sicherheit und zur Inbetriebnahme des Speichers. Die Tests von TÜV Rheinland beziehen sich auf einzelne Komponenten des gesamten Systems und auf das verlässliche Zusammenspiel aller Komponenten. Zu den Tests zählen eine Überladungsprüfung ebenso wie Vibrations- und Schock-Prüfungen, Klimatests mit extremen Temperaturwechseln und als Leistungsprüfungen insbesondere die Aspekte Selbstentladung und Zyklenfestigkeit.

TÜV Rheinland mit weltweitem Expertennetzwerk
Der weltweit führende unabhängige Prüfdienstleister der Solarbranche TÜV Rheinland begleitet bereits seit rund 35 Jahren die Entwicklung der Solar-Technologie und beschäftigt heute fast 300 Fachleute in spezialisierten Laboren weltweit. Neue Testlabore sind zuletzt in Deutschland für Speichersysteme sowie für Wechselrichter entstanden. 1985 hat TÜV Rheinland im Labormaßstab mit der technischen Prüfung von Solarkomponenten begonnen. Als Weltmarktführer in der Prüfung und Zertifizierung von Solarsystemen betreibt TÜV Rheinland Testlabore in Bangalore (Indien), Gyeongsan (Korea), Köln (Deutschland), Osaka und Yokohama (Japan), Shanghai (China), Taichung (Taiwan) sowie in Tempe (USA). Die Fachleute prüfen nicht nur Module und Komponenten, sondern entwickeln auch neue Testmethoden, arbeiten an Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zur Nutzung von Sonnenenergie mit und begleiten international den Aufbau von Solarkraftwerken.


TÜV Rheinland auf der Intersolar Europe 2014: 4. bis 6. Juni, Messe München, Halle A1, Stand 713.

Kontakt

TÜV Rheinland
Am Grauen Stein
D-51105 Köln
Jörg Meyer zu Altenschildesche
Stellvertretender Konzernsprecher

Bilder

Social Media