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Interview mit Solarwatt: Smarte Module

Ende 2017 waren hierzulande rund 1,64 Millionen PV-Anlagen installiert. Für einen hohen Ertrag spielt die Technik der Solarmodule eine wichtige Rolle. Doch welche Entwicklungen waren prägend? Und wo wird die Reise hingehen? Darüber haben wir mit Norbert Betzl von Solarwatt gesprochen.

Porträtfoto: Norbert Betzl, Director Product Management Solar Modules, Solarwatt. Bildquelle: © SOLARWATT GmbH

Norbert Betzl ist Director Product Management Solar Modules bei Solarwatt.

Herr Betzl, welche Entwicklungen waren in den vergangenen Jahren im Modul-Bereich wegweisend?
Eine wichtige Entwicklung war mit Sicherheit die Renaissance des Glas-Glas-Moduls. Mit der Verfügbarkeit dünnerer, gehärteter Glasscheiben hat ja in den vergangenen Jahren der Siegeszug dieses Moduls begonnen. Glas-Glas an sich ist nichts Neues, die Technologie war aber früher sehr teuer, und aufgrund der Dicke der Scheiben waren die Module schwer zu handhaben. Die Module hatten darüber hinaus ein hohes Eigengewicht und die Fertigungsprozesse waren deutlich länger. Deshalb wurden die Produkte lange Jahre nur für Spezialanwendungen eingesetzt. Heute wächst der Glas-Glas-Anteil weltweit stetig, momentan wird er wohl bei etwa 10 Prozent liegen. Für Privathaushalte und Gewerbebetriebe, die sich mit Solarstrom vom eigenen Dach selbst versorgen und dadurch unabhängig machen wollen, sind Glas-Glas-Module heute die beste Wahl. Ausschlaggebend dafür sind nicht zuletzt ihre Robustheit und Langlebigkeit. Solarwatt verkauft schon rund drei Viertel der Module in der Glas-Glas-Variante.

Darüber hinaus waren weitere Entwicklungen wichtig, die den Wirkungsgrad beziehungsweise die Leistung von PV-Modulen nach vorne gebracht, die Kosten aber gesenkt haben. Die Einführung der PERC-Technologie bei monokristallinen und polykristallinen Zellen hat beispielsweise viel verändert.

Was genau sind PERC-Zellen?
Der Wirkungsgrad der Zelle wird bei der PERC-Technologie (Passivated Emitter Rear Cell) durch eine Passivierung der Rückseite erhöht. Das Licht, das die Rückseite erreicht, wird so zurück in die Zelle reflektiert. Dadurch erhält es quasi eine Chance, Energie zu erzeugen. Durch ein wenig mehr an Fertigungsaufwand entsteht so eine deutliche Steigerung des Wirkungsgrads. Dieser Trend hat vor etwa drei bis vier Jahren begonnen und ist jetzt auf breiter Front im Markt angekommen. Bei monokristallinen Zellen wird schon jetzt überwiegend die PERC-Technologie eingesetzt.

Ein weiterer Trend ist aktuell ja auch das Halbzellen-Modul.
Das ist richtig. Dabei werden die Zellen einfach mechanisch in der Mitte geteilt. Man hat also keine quadratischen Zellen mehr, sondern rechteckige. Durch das Halbieren der Zelle wird auch die Stromstärke im Modul halbiert. Das reduziert die elektrischen Verluste. Bei gleicher Zellleistung wird eine messbar höhere Modulleistung erreicht. Wenn das Modul genauso groß ist wie ein herkömmliches, sind dann doppelt so viele Zellen verbaut – sie sind aber nur halb so groß. Dieser Trend ist mittlerweile auch bei den großen Zellherstellern angekommen: Viele entwickeln die Zellen so, dass sie problemlos in der Mitte geteilt werden können.

Sie haben den Wirkungsgrad vorhin schon angesprochen – wie hat er sich in den vergangenen Jahren entwickelt?
Beim Wirkungsgrad gibt es natürlich eine Bandbreite. Zum einen hat man einen grundsätzlichen Wirkungsgradunterschied zwischen polykristallinen und monokristallinen Zellen. Monokristalline Zellen liegen mittlerweile etwa bei 20 bis 22 Prozent, polykristalline Zellen ungefähr einen Prozentpunkt darunter – das hängt aber auch vom Zellenhersteller ab. Bei der evolutionären Entwicklung des Wirkungsgrads, also einer Verbesserung durch die Verfeinerung der Technik, schafft man vielleicht ein halbes Prozent pro Jahr. Die Einführung der PERC-Technologie hat damals zu einem Sprung von etwa einem Prozent geführt.

Was sind die Potenziale, die Sie bei Solarmodulen aktuell sehen?
Es gibt derzeit spannende Entwicklungen auf der Zell-Seite: Bifaziale Zellen sind aktuell wieder sehr gefragt. Dies ist eine weitere Technologie, die es schon länger gibt, momentan aber ein neues Hoch erlebt. Wenn das Dach, auf dem die Anlage verbaut ist, entsprechend reflektiert, lässt sich durch diesen beidseitigen Zell-Aufbau der Ertrag merklich erhöhen. Das hängt natürlich stark von den Gegebenheiten vor Ort ab. Bei hellen Dachflächen kann das aber durchaus einen Vorteil bringen.

Produktbild: Glas-Glas-Modul von Solarwatt Bildquelle: © SOLARWATT GmbH

Im Trend: Der Anteil der Glas-Glas-Module liegt derzeit bereits bei rund 10 Prozent.

Was muss denn ein Solarmodul heute leisten?
Ein Solarmodul ist immer noch für die Erzeugung der Solarenergie da. Allerdings wird heute viel stärker in Systemlösungen gedacht, um das intelligente Managen und das Speichern des Stroms zu ermöglichen. Und das wirkt sich natürlich auch auf das Solarmodul aus. Smarte Module ermöglichen beispielsweise ein einfacheres Monitoring der erzeugten Energie. So weiß man tatsächlich, was jedes einzelne Modul in jeder Sekunde tut. Daraus lassen sich einfacher Strategien zur Optimierung des Energieertrags entwickeln. Auf dieser Grundlage können beispielsweise Verschattungseffekte, die tageszeitabhängig auftreten, und deren Auswirkungen auf die Gesamterzeugung der Anlage minimiert werden. Die Informationen fließen dann in eine gesamte Systemlösung, in der die Erzeugung überwacht und der Verbrauch sowie die Speicherung gesteuert werden. Das passt grundsätzlich gut zum Solarwatt-Gedanken, alles aus einer Hand anbieten zu können. Diese kompletten Systemlösungen werden auch für Gewerbebetriebe und Mietstrom-Modelle immer interessanter.

Solarwatt wird zukünftig auch smarte Module anbieten. Ist die Nachfrage denn aktuell so hoch?
Die Nachfrage wird größer und größer – das wird uns auch durch unsere Kollegen im Außendienst immer wieder bestätigt. Die Anlage regelt dabei alles selbst, die einzelnen Module werden nicht von außen gesteuert. Wir glauben, dass es jetzt mit der Integration in unser Gesamtsystem wirklich sinnvoll ist, auf diese optimierten Module zu setzen. Wir werden auf der Intersolar als ersten Schritt unser Premium-Modul mit einem Optimizer in Retrofit-Version präsentieren. Das bedeutet, die Module werden bei uns als klassische Glas-Glas-Module produziert und dann in einem zweiten Schritt mit dem Optimizer versehen.

Generell hat sich für die Installateure in den vergangenen Jahren ja sehr viel verändert.
In der Tat. Vor wenigen Jahren hatte der Installateur die Aufgabe, die Module zu montieren und mit dem Wechselrichter zu verbinden. Heute benötigt er schon weiterführende Kenntnisse, um intelligente Energielösungen fachgerecht zu installieren. Deshalb ist es uns sehr wichtig, die Lösungen so einfach und intuitiv wie möglich zu gestalten und die Partner gut zu schulen. Wichtig ist, dass der Installateur die gesamte Anlage auch ohne vertiefte IT-Kenntnisse installieren, konfigurieren und kontrollieren kann. Denn wir wollen nicht, dass jeder Installateur erst zum IT-Spezialisten werden muss, damit er unsere Systeme beherrschen kann. Im Gegenteil, wir werden bei smarten Modulen wie auch bei anderen Systemen auf eine einfache Plug-and-play-Lösung setzen.

Was müssen Module in einem intelligenten dezentralen Energiesystem in den kommenden Jahren leisten?
Wenn man zu jedem Zeitpunkt weiß, was jedes einzelne Modul leistet und die Anlage sich selbstständig optimiert, dann ist schon viel erreicht. Das Schöne ist, dass Solarmodule weitgehend wartungsfrei sind, und deswegen wird es zukünftig ein großer Vorteil sein, wenn das Modul auch über sich selbst Auskunft geben kann. Unsere Aufgabe besteht dann weiter darin, die Systeme so zu optimieren, dass die Module unter jeder Beleuchtungssituation den maximal möglichen Stromertrag herausholen.

Herr Betzl, wir danken Ihnen für das Gespräch.