IEA PVPS Task 13: Zuverlässigkeit, Betrieb und Langzeitstabilität von PV-Systemen (Arbeitsperiode 2010-2018)

Der weltweite Einsatz von Photovoltaik wächst rasch, daher besteht anhaltend hohes Interesse an validen Informationen zur Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Photovoltaik Systemen und deren Komponenten.

Daten zur Leistungsfähigkeit, Betrieb, Ertrag und Zuverlässigkeit, eine verlässliche statistische und empirische Datenbasis zur Qualität von PV-Anlagen sind wichtiger als früher – Allerdings sind solche Informationen kaum verfügbar.

Die internationale Zusammenarbeit im Task 13 sammelt, analysiert und verbreitet Informationen zur technischen Leistungsfähigkeit und Fehlern, um eine Basis für die technische Evaluierung zu schaffen und praktische Empfehlungen zu bieten.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziele sind (1) die wirtschaftlichen Aspekte der Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Photovoltaiksystemen zu analysieren, und darzustellen, wie gegebene Unsicherheiten adäquat berücksichtigt werden können. Es werden (2) große Datensätze realer Anlagen-Betriebsdaten qualitativ und quantitativ evaluiert, (3) mittels Fragebögen Leistungseinbußen und Fehlerursachen von PV-Anlagen erhoben, und Charakterisierungsmethoden und Fehlerdetektion im Feld evaluiert.

Die Erkenntnisse dieser Analysen sind (4) den Zielgruppen in Industrie und Wirtschaft, den Akteuren des Finanzsektors und der Öffentlichkeit zu übermitteln.

Methodische Vorgehensweise

Die Arbeit im Task 13 ist in drei thematische Subtasks ST 1 ... 3 gegliedert, die den drei obigen Zielsetzungen entsprechen. Durch das gegebene, internationale Projektkonsortium beinhaltet die Kooperation auch die Märkte des asiatisch-pazifischen Raums, Europa und die USA.
Die detaillierten Reports, die die unterschiedlichen Aspekte von Performance und Zuverlässigkeit behandeln, sind zum freien Download auf der internationalen IEA PVPS Webseite verfügbar.

Ergebnisse

Die in der bisherigen Zusammenarbeit im Task 13 erarbeiteten 12 Reports (4 in der 1. Periode des Tasks von 2010-2014, 7 weitere in der 1. dreijährigen Verlängerung bis 2017) stehen nun unentgeltlich zum Download auf der Webseite des Task 13 zur Verfügung. Darüber hinaus sind auch unter http://www.iea-pvps.org/index.php?id=344 Evaluierungsbögen verfügbar, die zur Dokumentation von PV-Modul und -Anlagenfehlern hilfreich sind.

Da die Arbeit im IEA PVPS Task 13, die Veranstaltungen und die bisher veröffentlichten Berichte von der internationalen PV-Gemeinschaft sehr gut aufgenommen werden, und sich die Photovoltaik weiterhin stürmisch entwickelt, wird der internationale Task mit einem adaptiertem Arbeitsprogramm, dem Workplan 2018-2021, Performance, Operation and Reliability of Photovoltaic Systems, an dem die österreichischen Partner im Task intensiv mitgearbeitet haben, fortgesetzt (siehe Workplan IEA PVPS Task 13).

Im Task 13 wurden mehrere Task-Reports erstellt, die wesentliche Qualitätsaspekte von Photovoltaikanlagen und ihrer Komponenten thematisieren:

• IEA PVPS T13-01: Review of Failures of PV Modules
  Obwohl Photovoltaikmodule im Großen und Ganzen sehr zuverlässig sind und nur eine geringe Alterung zeigen, gibt es dennoch eine Reihevon Modulfehlern, die Leistungsfähigkeit und Sicherheit beeinträchtigen können. Dieser Review Report gibt eine Definition der Modulfehler, stellt Messmethoden, wie Sichtprüfung und elektrische und thermografische Methoden, Fluoreszenz und Elektrolumineszenz vor, und bietet eine Kategorisierung der Fehler unterschiedlicher Technologien durch diese Methoden und zeigt die Auswirkungen der Fehler auf Ertrag und Betriebsicherheit.ISBN 978-3-906042-16-9, 140 S.
• IEA PVPS T13-02: Thin-Film Performance Characterisation
  Die Leistungsfähigkeit von Modulen in Dünnschicht-Technologien hängt zum Teil wesentlich von der Vorgeschichte ab, und die spektrale Empfindlichkeit kann sich von der Wafer-basierter Siliziumtechnologiedeutlich unterscheiden, wodurch die exakte Messung der Leistungsparameter erschwert wird. Der Report thematisiert die Stabilisierungsmethoden im Zusammenhang mit Messmethoden im Simulator und vergleicht Parameter und Erträge unterschiedlicher Technologien im Feld. ISBN 978-3-906042-17-6, 69 S.
• IEA PVPS T13-03: Analytical Monitoring of Grid-connected PV Systems
  Der Report gibt Richtlinien zur Ausführung des Monitorings von Photovoltaik Systemen, und zeigt welche Einflussgrößen und welche technologiespezifischen Besonderheiten zu beachten sind. Verschiedene Methoden zur Datenauswertung und -analyse werden vorgestellt. ISBN978-3-906042-18-3, 90 S.
• IEA PVPS T13-05: Analysis of Long-Term Performance of PV Systems
  Es wurde eine IEA PVPS Datenbank aufgebaut, die detaillierte Angaben zur Anlagenkonfigurationen enthält, und deren monatlich aggregierte Daten auf detailliertem Monitoring von PV Anlagen basieren. Der Zugang zu solchen Daten hoher Qualität ist weltweit schwierig, durch Data-Mining im Internet werden auch frei verfügbare Ertragsdaten von PV Anlagen untersucht. ISBN 978-3-906042-21-3, 60 S.
• IEA PVPS T13-06: PV Performance Modeling Methods and Practices.
  Results from the 4th PV Performance Modeling Collaborative Workshop.
  ISBN 978-3-906042-50-3, 98 S.
• IEA PVPS T13-07: Improving Efficiency of PV Systems Using Statistical Performance Monitoring
  ISBN 978-3-906042-48-0, 57 S.
• IEA PVPS T13-08: Technical Assumptions Used in PV Financial Models
  Review of Current Practices and Recommendations.
  ISBN 978-3-906042-46-6, 101 S.
• IEA PVPS T13-09: Assessment of Photovoltaic Module Failures in the Field
  ISBN 978-3-906042-54-1, 120 S.
• IEA PVPS T13-10: Review on Infrared and Electroluminescence Imaging for PV Field Applications
  ISBN 978-3-906042-53-4, 99 S.
• IEA PVPS T13-11: Photovoltaic Module Energy Yield Measurements: Existing Approaches and Best Practice
  ISBN 978‐3‐906042‐52‐7, 134 S.
• IEA PVPS T13-12: Uncertainties in PV System Yield Predictions and Assessments
  ISBN 978-3-906042-51-0, 74 S.
• IEA-PVPS Archiv

Berichte und Papers

• Relation between degradation of polymeric components in crystalline silicon PV module and climatic conditions: A literature review (2019)
• Degradation Processes and Mechanisms of Encapsulants (2019)
• Statistical evaluation of PV system performance and failure data among different climate zones (2019)
• Thermal expansion behavior of solar cell encapsulation materials (2015)
• Correlation of the loss in photovoltaic module performance with the ageing behaviour of the backsheets used (2015)
• Degradation of photovoltaic backsheets: Comparison of the aging induced changes on module and component level (2015)

Präsentationen

• Exceptional UV features in the field (2018)
• Potential Induced Degradation of PV Modules and Systems (2016)

• Leistung und Zuverlässigkeit von Photovoltaiksystemen
  Der Vortrag gibt einen Überblick über die bearbeiteten Themen und die erarbeiteten Berichte sowie die wechselseitige Beeinflussung des Tasks und der internationalen elektrotechnischen Normung innerhalb der IEC TC 82 Photovoltaic.
  Leistung und Zuverlässigkeit von Photovoltaiksystemen - IEA PVPS Task 13 und Normung (pdf)

• Encapsulant materials and degradation effects -Requirements for new materials and research trends
  Die Präsentation wurde beim International Photovoltaic Technicians Forum and IEA-PVPS Joint Tasks Workshop in Beijing, 29.-30.11.2014, vorgestellt.
  Encapsulant materials and degradation effects -Requirements for new materials and research trends (pdf, 188.8 kB)

Australien, Belgien, China, Dänemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Israel, Italien, Japan, Malaysia, die Niederlande, Norwegen, Österreich, Schweden, Schweiz, Spanien, Vereinigte Staaten von Amerika und die beiden Organisationen Solarpower Europe und die Internationale Copper Association. Seit 2018 verstärken Chile, Kanada und Südafrika die Kooperation.

Austrian Institute of Technology
DI Karl Berger
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Polymer Competence Center Leoben GmbH (PCCL)
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