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Institut für Energie- und Klimaforschung
IEK-5 Photovoltaik

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Analyse von Dünnschicht PV Modulen in verschiedenen Klimazonen

In dieser Studie wurde im Rahmen des PV Klima Projekts über einen Zeitraum von mehr als 2 Jahren PV Module unterschiedlicher Dünnschichttechnologien (CIGS, CdTe, a-Si:H) in verschiedenen Klimazonen untersucht. State-of-the-art Messplätze zur Charakterisierung von PV Modulen wurde vom TÜV Rheinland an den Standorten Indien, Italien, USA (Arizona) und Deutschland aufgebaut. Die Messdaten wurden im Rahmen einer Doktorarbeit von Markus Schweiger (TÜV) am IEK5 ausgewertet und publiziert.

Für diese Studie wurden Wetterdaten (Einstrahlung, Modultemperaturen und Umgebungstemperaturen,…) und I-V Kennlinien der PV Module analysiert. Dazu wurden die I-V Daten zunächst gefiltert (unbrauchbare Messungen aus dem Datensatz entfernt), transformiert (Temperatur und Einstrahlung) und parametrisiert. Aus dem resultierenden Datensatz können wir nun das Degradationsverhalten der Module in den verschiedenen Klimazonen analysieren. Die Abbildung links zeigt die Häufigkeitsverteilung der generierten Energie eines Referenz Moduls an den verschiedenen Standorten (Klimazonen). Man erkennt daran sofort, dass die Module deutlich unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Nebenstehendes Bild zeigt die Degradationsanalyse eines CdTe Moduls an den vier Standorten. Man erkennt, dass das Degradationsverhalten deutlich variiert. Mehr Detail hierzu findet sich in der unten angegeben Publikation von Markus Schweiger.

FPAAbbildung 1: a) Häufigkeitsverteilung der jährlich generierten elektrischen Energie eines PV Referenzmoduls in verschiedenen Klimazonen in Abhängigkeit von Modultemperatur und Bestrahlungsstärke im Jahresvergleich. Zum Vergleich zeigen die roten Punkte die Messbedingungen nach der Energiebewertungsmatrix IEC 61853-1. b) Leistung, Füllfaktor und Leerlaufspannung (monatliche Mittelwerte auf die Anfangswerte normiert) für ein CdTe-Modul an den verschiedenen Standorten. Abbildung aus [1].

[1] M. Schweiger et al., Performance stability of photovoltaic modules in different climates, Prog. Photovolt: Res. Appl., (2017), DOI: 10.1002/pip.2904


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