Die Degradation von Photovoltaik (PV)-Systemen ist einer der Schl\u00fcsselfaktoren, die angegangen werden m\u00fcssen, um die Kosten f\u00fcr die erzeugte Elektrizit\u00e4t zu senken, indem die Betriebslebensdauer von PV-Systemen verl\u00e4ngert wird. <\/p>\n\n\n\n
Um die Degradation zu verringern, ist es unerl\u00e4sslich, die Degradations- und Ausfallph\u00e4nomene zu kennen. Mit einem \u00dcbersichtsartikel in Renewable and Sustainable Energy Reviews<\/em><\/a> (open access<\/a>) wollen Forscher aus acht L\u00e4ndern einen \u00dcberblick \u00fcber den aktuellen Wissensstand bez\u00fcglich der Zuverl\u00e4ssigkeit von PV-Modulen geben.<\/p>\n\n\n\n W\u00e4hrend die g\u00e4ngigste Technologie heute mono- und multikristallines Silizium ist, soll der Artikel unter der \u00dcberschrift \u201eReview of degradation and failure phenomena in photovoltaic modules\u201c eine allgemeine Zusammenfassung geben, die f\u00fcr ein breiteres Spektrum von Photovoltaik-Technologien relevant ist, einschlie\u00dflich Cadmiumtellurid, Kupfer-Indium-Gallium-Selenid und neue kosteng\u00fcnstige Hocheffizienz-Technologien. <\/p>\n\n\n\n Die \u00dcbersicht besteht aus drei Teilen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Auf der Grundlage dieses Wissens k\u00f6nnen Strategien zur Verbesserung der Betriebslebensdauer von PV-Anlagen und damit zur Senkung der Stromkosten entwickelt werden. Durch umfangreiche Tests und Fehleranalysen haben die Forscher nun einen viel besseren \u00dcberblick \u00fcber die Stressfaktoren und ihre Auswirkungen auf die langfristige Stabilit\u00e4t.<\/p>\n\n\n\n Die wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Auswirkungen der Photovoltaik (PV) sind enorm und werden weiter rapide zunehmen. Um die 1,5 \u00b0C-Grenze bis 2050 einzuhalten, muss die PV nach Prognosen der Internationalen Agentur f\u00fcr erneuerbare Energien um das 15-fache ansteigen und die H\u00e4lfte der gesamten Stromerzeugung (15 TW) ausmachen, ausgehend von knapp 1 TW 2021. Die Qualit\u00e4t und kommerzielle Attraktivit\u00e4t eines PV-Systems wird in erster Linie durch seine Leistung im Feld, seine Kosten und seine Lebensdauer bestimmt, zu denen das PV-Modul einen wesentlichen Beitrag leistet.<\/p>\n\n\n\n W\u00e4hrend der Lebensdauer eines Moduls ist dieses gleichzeitig Umwelteinfl\u00fcssen wie Sonnenlicht, Hitze und K\u00e4lte, Feuchtigkeit und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Diese Faktoren f\u00fchren oft zu einer allm\u00e4hlichen Abnahme der Leistung und in einigen F\u00e4llen zu einem pl\u00f6tzlichen Ausfall und Leistungsverlust. Es ist w\u00fcnschenswert, diese Auswirkungen zu begrenzen. In einem k\u00fcrzlich erschienenen Bericht der Europ\u00e4ischen Technologie- und Innovationsplattform wird die Bedeutung der langfristigen Zuverl\u00e4ssigkeit hervorgehoben. Ingenieure sollten die Verschlechterung so weit wie m\u00f6glich minimieren und Verschlechterungsph\u00e4nomene, die nicht beseitigt werden k\u00f6nnen, quantitativ vorhersagen. Dies erm\u00f6glicht eine genauere Sch\u00e4tzung der erwarteten Lebensdauer eines Moduls und seines Stromertrags. Solche Sch\u00e4tzungen sind f\u00fcr Gro\u00dfinvestitionen erforderlich, da Investoren, Banken und Versicherungen ihre Risiken und Unsicherheiten minimieren wollen. Um die Zuverl\u00e4ssigkeit und Vorhersagbarkeit zu optimieren und die Lebensdauer eines Moduls zu erh\u00f6hen, ist es entscheidend, dass Degradations- und Ausfallmechanismen bekannt sind und leicht erkannt und einged\u00e4mmt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Dieser Artikel soll einen \u00dcberblick \u00fcber den aktuellen Wissensstand zur Zuverl\u00e4ssigkeit von PV-Anlagen geben und behandelt die Degradationsmechanismen, die PV-Technologien im Allgemeinen betreffen. Er soll eine pr\u00e4gnante und aktuelle Einf\u00fchrung in dieses Thema f\u00fcr den allgemeinen Leser und insbesondere f\u00fcr Neulinge im Bereich der PV-Zuverl\u00e4ssigkeitstechnik bieten. F\u00fcr diese \u00dcbersichtsarbeit wurde die in den letzten 30 Jahren ver\u00f6ffentlichte Literatur von einem Expertenteam aus verschiedenen Organisationen untersucht, die Mitglieder der Arbeitsgruppe \u201eReliability and Durability of PV\u201c der EU COST Action PEARL PV sind.<\/p>\n\n\n\n Im weiteren Verlauf dieses Abschnitts werden die verschiedenen Photovoltaik-Technologien vorgestellt, auf die sich die Industrie und die Wissenschaft konzentrieren. Anschlie\u00dfend werden in Abschnitt 2 die wichtigsten Konzepte und Begriffe f\u00fcr Zuverl\u00e4ssigkeit und Degradation definiert, die Pr\u00fcfstandards beschrieben und die wirtschaftlichen Aspekte der PV-Zuverl\u00e4ssigkeit vorgestellt. In Abschnitt 3 werden die Belastungsfaktoren beschrieben, die zur Degradation von PV-Modulen f\u00fchren, und in Abschnitt 4 werden die bekannten Degradationseffekte beschrieben, die sich aus diesen Belastungen ergeben. Schlie\u00dflich wird in Abschnitt 5 ein Ausblick auf k\u00fcnftige Forschungsherausforderungen gegeben. Eine Technologie f\u00fcr erneuerbare Energien wie die Photovoltaik wird eine Schl\u00fcsselrolle bei der Energiewende zu einem emissionsfreien Energiesystem spielen. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, dass die verschiedenen PV-Technologien weiterentwickelt werden, um weitere Kostensenkungen zu erm\u00f6glichen, aber auch um die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern und die Wiederverwendung und das Recycling zu erleichtern. Es liegt auf der Hand, dass neue Ger\u00e4tearchitekturen und Materialien Skalierungseffekte, eine lange Lebensdauer und geringe Umweltauswirkungen ber\u00fccksichtigen m\u00fcssen. Diese \u00dcbersichtsarbeit fasst die Herausforderungen in Bezug auf die Zuverl\u00e4ssigkeit zusammen, die beachtet werden m\u00fcssen, um eine l\u00e4ngere Lebensdauer zu erreichen und sicherzustellen, dass die Kosten weiter gesenkt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Dieser \u00dcbersichtsartikel hat einen \u00dcberblick \u00fcber den aktuellen Wissensstand zur Zuverl\u00e4ssigkeit von PV-Modulen und deren Degradationsmechanismen gegeben. Die heute gebr\u00e4uchlichste Technologie ist mono- und multikristallines Silizium, aber dieser Artikel zielt darauf ab, eine allgemeine Zusammenfassung zu geben, die f\u00fcr ein breiteres Spektrum von Photovoltaiktechnologien einschlie\u00dflich D\u00fcnnschichtger\u00e4ten relevant ist. Zun\u00e4chst wurden die Definitionen f\u00fcr Zuverl\u00e4ssigkeit und Qualit\u00e4t sowie die Pr\u00fcfstandards \u00fcberpr\u00fcft. Anschlie\u00dfend wurden die wichtigsten Belastungsfaktoren, die sich auf die Degradation von Modulen auswirken, zusammengefasst; dazu geh\u00f6ren Bestrahlungsst\u00e4rke, Temperatur, Feuchtigkeit, mechanische Belastung, Verschmutzung und Chemikalien.<\/p>\n\n\n\n Schlie\u00dflich wurden allgemeine Degradations- und Ausfallmodi identifiziert, die allgemein bei Photovoltaiktechnologien auftreten. Viele PV-Technologien bestehen aus \u00e4hnlichen Architekturen in Bezug auf die Modulmaterialien und -komponenten. Zu diesen Elementen geh\u00f6ren die Modulverpackung, der interne elektrische Schaltkreis, Bypass-Dioden, Anschlussdosen, Verkabelung und Anschl\u00fcsse sowie Rahmen. Die vorherrschenden Degradationsph\u00e4nomene und Fehlerarten bei allen Modulkomponenten wurden zusammengefasst. Die Qualit\u00e4ts- und Zuverl\u00e4ssigkeitspr\u00fcfung ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass die Haltbarkeit jeder einzelnen Komponente unter einer einzigen Belastung gut vorhergesagt werden kann, aber genaue Zuverl\u00e4ssigkeitssch\u00e4tzungen f\u00fcr eine Kombination von Materialien unter einer Kombination von zeitlich variierenden Belastungen sind nach wie vor schwierig. Aufbauend auf diesem Wissen k\u00f6nnen Strategien zur Verbesserung der Betriebslebensdauer von PV-Anlagen und damit zur Senkung der Stromkosten und zur Verbesserung der Nachhaltigkeit entwickelt und die Lebensdauer von PV-Modulen verl\u00e4ngert werden.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Der Bericht wurde von der\u00a0Redaktion „SOLARIFY\u201c 2022<\/a>\u00a0verfasst!\u00a0<\/p>\nEinleitung<\/h5>\n\n\n\n
Schlussfolgerungen<\/h5>\n\n\n\n
Quelle<\/h5>\r\n\n\n\n