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Qualitätssicherung und Prüfung von PV-Modulen

Das Photovoltaiklabor des AIT (Austrian Institute of Technology) steht für Präzision und Innovation in der Qualitätssicherung von Photovoltaikmodulen. Mit modernster Technologie und umfassenden Prüfverfahren unterstützt das Labor Hersteller, Investoren, Errichter und Betreiber von PV-Kraftwerken bei der Prüfung und Validierung von PV-Modulen, um höchste Standards hinsichtlichQualität, Sicherheit und Langlebigkeit zu gewährleisten.

Unsere Dienstleistungen im Überblick

Das AIT bietet ein breites Spektrum an Testverfahren, die speziell auf die Anforderungen  aktueller Modultechnologien abgestimmt sind. Dabei liegt der Fokus auf:

  • Qualitätssicherung für Photovoltaikmodule
  • Prüfung und Validierung von PV-Modulen für spezielle Anwendungen

PrWirkungsgradmessungen Die Tests werden nach internationalen Normen (z.B. IEC 60904-1 Ed.3.0) durchgeführt, um Herstellern den Weg zu neuen Märkten zu erleichtern und die Effizienz bzw. den Wirkungsgrad zu bestätigen.

Qualitätssicherung für Photovoltaikmodule

Die Qualitätssicherung ist ein zentraler Aspekt, um sicherzustellen, dass PV-Module den Anforderungen von Installateuren, Endkunden und Investoren gerecht werden. Im akkreditierten AIT-Labor wird die Qualität von Modulen objektiv und unabhängig geprüft.

Schlüsselaspekte der Qualitätssicherung:

  1. Langfristige Haltbarkeit: Beschleunigte Alterungstests als Nachweis,  dass die Materialien und Komponenten  auch nach Jahren stabil bleiben.
  2. Elektrische Sicherheit: Minimierung von Risiken wie Kurzschlüssen oder Defekten.
  3. Präzise Wirkungsgradmessungen: Bestätigung des vom Hersteller angegebenen Modulwirkungsgrades (für bestimmte Märkte erforderlich).

Prüfung und Validierung von PV-Modulen für Hersteller

Die Prüfung und Validierung sind essenziell, um PV-Module für den globalen Markt vorzubereiten. Hersteller profitieren von präzisen Tests, die potenzielle Schwachstellen frühzeitig aufdecken.

Unsere Prüfverfahren im Detail:

1. Statische mechanische Belastungsprüfung

Die Belastungsprüfung simuliert Schnee- und Windlasten, um die Widerstandsfähigkeit der Module zu testen. Hierbei wird sichergestellt, dass die Module:

  • einer Mindestbelastung von 2400 Pa (ca. 2,4 kN/m²) standhalten.
  • keinen dauerhaften Verformungen unter großer Belastungentstehen.
  • bei einem Leistungsverlust von unter 5 % voll funktionsfähig bleiben.

Prüfbeispiele:

  • Schneelasten: Module werden mit einer Belastung getestet, die einem ½ Meter körnigem Schnee entspricht.
  • Windbelastungen: Tests bei Geschwindigkeiten von bis zu 180 km/h.

2. Modul Bruchprüfung

Diese Tests ähneln dem Pendelschlagtest für Sicherheitsglas und gewährleisten die Minimierung von Verletzungsrisiken. Mit einem 45 kg schweren Aufprallkörper aus mindestens 30 cm Fallhöhe wird geprüft, ob:

  • das Laminat sicher im Rahmen gehalten wird.
  • keine Öffnungen entstehen, die Sicherheitsrisiken darstellen.
  • Keine großen Glassplitter abgelöst werden, durch die ernsthafte Verletzungen entstehen könnten. 

3. Isolationsprüfung unter Benässung

Um die Sicherheit bei feuchten Umgebungsbedingungen zu garantieren, wird die elektrische Isolierung unter Regen-, Nebel- oder Tau-Bedingungen getestet.

Highlights:

  • Prüfung mit Systemspannungen von bis zu 1500 V.
  • Grenzwerte für den Isolationswiderstand werden i.A. bis zu 100-fach übertroffen.

Normen und Richtlinien für die Zulassung von PV Modulen

Die Zulassung von Photovoltaik (PV)-Modulen ist weltweit durch verschiedene Normen und Richtlinien geregelt, die sicherstellen sollen, dass die Module sicher, effizient und langlebig sind. Hier ist ein Überblick über die wichtigsten Normen und Richtlinien:

1. Internationale Normen

  • IEC 61215 (Qualitätsnorm)

Diese Norm bewertet die mechanische und elektrische Dauerhaltbarkeit von PV-Modulen unter realistischen Umweltbedingungen. Es gibt spezifische Varianten für unterschiedliche Zelltechnologien, wie z.B. kristallines Silizium (IEC 61215-1) und spezielle Vorgaben zu den einzelnenPrüfverfahren (IEC 61215-2).

  • IEC 61730 (Sicherheitsnorm)

Diese Norm legt Anforderungen an die Sicherheitsprüfung von PV-Modulen fest, einschließlich Schutz vor elektrischen Schlägen, Brandgefahr und mechanischen Schäden. Sie ist in zwei Teile unterteilt:

  • Teil 1: Bauartanforderungen
    • Teil 2: Prüfverfahren

       
  • IEC 61701 (Korrosionsbeständigkeit gegen Salznebel)

Für Module, die in küstennahen Gebieten oder marinen Umgebungen eingesetzt werden.

  • IEC 62804 (Potentialinduzierte Degradation, PID)

Bewertet die Anfälligkeit von Modulen für Leistungsdegradationen durch elektrische Potenziale.

  • IEC 62941 (Qualitätsmanagement)

Richtlinien für Qualitätsmanagementsysteme bei der Herstellung von PV-Modulen.

 

2. Europäische Normen und Richtlinien

  • CE-Kennzeichnung

PV-Module, die in der Europäischen Union (EU) verkauft werden, müssen mit der CE-Kennzeichnung versehen sein. Sie bestätigt die Einhaltung grundlegender Anforderungen an Sicherheit, Gesundheitsschutz und Umweltschutz.

  • Niederspannungsrichtlinie (LVD)

PV-Module müssen der Richtlinie 2014/35/EU entsprechen, die elektrische Sicherheit bei Spannungen unter 1.500 V regelt.

  • EMV-Richtlinie (Elektromagnetische Verträglichkeit)

Gemäß der Richtlinie 2014/30/EU müssen PV-Module und Wechselrichter sicherstellen, dass keine elektromagnetischen Störungen auftreten.

  • Ökodesign-Richtlinie (ErP)

Vorschriften zur Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit von energieverbrauchsrelevanten Produkten.

 

 

5. Tests und Zertifizierungen

Für die Zulassung von PV-Modulen sind umfangreiche Prüfungen erforderlich:

  • Leistungstests (z. B. Strom-Spannungs-Kennlinien)
  • Klimatests (Temperaturwechsel, Feuchte-Wärme-Tests etc.)
  • Mechanische Belastungstests (z. B. Schneelast und Winddruck)
  • Brandverhaltenstests

 

 

Analyse des Wirkungsgrads

Ein weiterer Schwerpunkt des AIT-Labors liegt in der detaillierten Analyse des Wirkungsgrads von PV-Modulen. Mit hochpräzisen Messgeräten wird überprüft, wie effektiv Module Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln.

 

Warum ist die Wirkungsgrad-Analyse wichtig?

  • Optimierung der Energieerzeugung: Hersteller können ihre Module weiterentwickeln, um die Energieausbeute zu maximieren.
  • Konkurrenzfähigkeit: Ein hoher Wirkungsgrad ist ein entscheidendes Kriterium für den Markterfolg.

 

Messverfahren im AIT-Labor:

  • Spektrale Empfindlichkeit und Temperaturkoeffizientenmessung
  • Ertragsmessung unter simulierten realen Bedingungen

Klimakammer: Simulation extremer Umweltbedingungen

Die im AIT befindlichen Klimakammern zählen zu den größten  in Österreich und ermöglichen es, Photovoltaikmodule unter extremen Bedingungen zu testen.

Leistungsmerkmale der Klimakammer:

  • Temperaturbereich: -75 °C bis +180 °C
  • Feuchtigkeitsprüfungen: 10 % bis 95 % relative Feuchte
  • Schnelle Temperaturwechsel: bis zu 6 °C/Minute

Mit dieser einzigartigen Infrastruktur können Hersteller sicherstellen, dass ihre Module auch unter extremen klimatischen Bedingungen optimal funktionieren.

Vorteile der Prüfleistungen des AIT

Hersteller, die auf die Dienstleistungen des AIT-Labors setzen, profitieren von einer Reihe an Vorteilen:

  • Höhere Zuverlässigkeit: Geprüfte Module stehen für Qualität und Langlebigkeit.
  • Marktzugang: Prüfungen nach internationalen Standards erleichtern die Marktzulassung.
  • Investitionsschutz: Geprüfte Module bieten Kunden die Sicherheit einer langfristigen Rendite.

Das Photovoltaiklabor des AIT setzt Maßstäbe in der Qualitätssicherung für Photovoltaikmodule, der Prüfung und Validierung von PV-Modulen sowie der Analyse des Wirkungsgrads. Hersteller profitieren von einer umfangreichen Unterstützung, um ihre Produkte auf den internationalen Märkten zu etablieren und den Anforderungen der Zukunft gerecht zu werden.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Was macht das AIT Photovoltaiklabor besonders?
Das Labor bietet hochmoderne Prüfverfahren und ist eines der führenden Testzentren in Europa für PV-Module.

2. Warum sind Prüfungen wie die statische Belastungsprüfung wichtig?
Sie simulieren reale Bedingungen wie Schnee- und Windlasten, um die Sicherheit und Haltbarkeit der Module in Kombination mit der Unterkonstruktion zu gewährleisten.

3. Was ist die Aufgabe der Klimakammer?
Die Klimakammer simuliert extreme Temperaturen und Feuchtigkeitsbedingungen, um die Belastbarkeit der Module zu testen.

4. Unterstützt das AIT bei der Marktzulassung von PV-Modulen?
Ja, die Prüfungen entsprechen internationalen Standards und erleichtern die Zulassung auf globalen Märkten.

5. Wie genau wird der Wirkungsgrad analysiert?
Mit hochpräzisen Prüfständen werden Umwandlungseffizienz und Energieertrag der Module gemessen.

 

  • Gepulste und stationäre Sonnensimulation
  • Hohe UV-Bestrahlung (bis 250 W/m²)
  • Tieftemperaturtests bis -75°C
  • Bewitterung: Regen, Salznebel, Schnee, Eis, Staub und Sand
  • Simulation hoher mechanischer Belastungen durch Wind, Schnee oder Hagel

Ansprechpartner: Thomas Krametz

Elektrische Charakterisierung und bildgebende Analyse

  • I/V-Messung an PV-Prototypen, Zellen und Modulen
  • EQE-Messung, Spektralanalyse
  • Elektrolumineszenz, Photolumineszenz und IR-Thermographie

Ansprechpartner: Christoph Mayr

Materialanalyse und Herstellungsverfahren

  • Rasterelektronenmikroskop, Rasterkraftmikroskop
  • Sputter-Anlage
  • Elektrochemische Abscheidung (Potentiostat/Galvanostat)
  • Optische und Elektronenstrahllithographie

Ansprechpartner: Theodoros Dimopoulos