Forschungsprojekt zur Wiederverwendung von PV-Modulen gestartet

In einem Verbundprojekt werden neue Kriterien für die Wiederverwendung von Solarmodulen erarbeitet (im Bild: Das Firmengebäude des Umweltdienstleisters buhck Gruppe mit gebrauchten PV-Modulen).

Foto: buhck Gruppe

Kleine Fläche, maximaler Ertrag: Um aus der Kraft der Sonne die größtmögliche Menge an Strom zu generieren, arbeiten Wissenschaft und Wirtschaft beständig daran die Effizienz von Photovoltaik-Modulen zu verbessern. Was den Kraftwerksbetreiber freut, hat unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit auch eine negative Seite: Beim sogenannten „Repowering“ werden alte Module abgebaut und durch neue, leistungsstärkere ersetzt, obwohl sie noch betriebsfähig wären. Gemeinsam mit den Unternehmenspartnern 2nd Life Solar, HaWe Engineering und Elmed Dr. Ing. Mense forschen Mitarbeitende des Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) deshalb dazu, wie ausgediente Module besser geprüft, repariert und einer neuen Nutzung zugeführt werden können.

Reparatur- und Wiederverwendungsmöglichkeiten verbessern

„Der Markt für gebrauchte Module wächst rasant, denn die Ausbauziele für die Photovoltaik sind hochgesteckt. Hierfür brauchen wir jedes Modul – ob neu oder gebraucht – bis zum Ende seiner Betriebsfähigkeit im Betrieb“, sagt Maximilian Engel, Projektkoordinator des RENEW-Projekts am ZSW. „Auch wenn ich mich über die momentan hohe Ausbaugeschwindigkeit freue, dürfen wir nicht den nachhaltigen Umgang mit den dazu verwendeten Ressourcen vernachlässigen. Hierzu gilt es, gebrauchte Module effizient und damit kostengünstig mit hohem Durchsatz zu qualifizieren und gegebenenfalls zu reparieren, um sie weiter in Betrieb zu halten“, so Engel weiter. Neben dem Einsatz in kleineren Inselanlagen sowie als Balkonkraftwerke bestehe die Möglichkeit, aufgrund der hohen Menge an feldgealterten Modulen auch ganze PV-Parks mit gebrauchten Modulen auszustatten.

Erfahrungswerte bestätigen die Aussage des Wissenschaftlers: Nach Untersuchungen des ZSW-Solarlabors Solab sind bei einem Großteil der feldgealterten Module auch nach mehr als 20 Jahren Betriebszeit kaum Leistungsdegradationen messbar. Dies gilt insbesondere bei Standorten mit gemäßigtem Klima wie Mitteleuropa. Nach Erfahrungen des Projektpartners 2nd Life Solar (Hamburg) sind zudem rund 70 Prozent der aussortierten Module für einen weiteren Einsatz direkt wieder betriebsfähig.

Konsortium für eine praxisnahe Entwicklung

Der Norddeutsche Projektpartner ist auf die Qualitätsprüfung von gebrauchten Photovoltaik-Modulen spezialisiert und verkauft feldgealterte Module nach aufwendiger Prüfung weiter. Um dem steigenden Bedarf nachzukommen, will das Unternehmen sein Konzept weiter ausbauen. Dafür sollen belastbare Prozessstandards für mobile und stationäre Qualitätstests entwickelt werden. Durch die Skalierung der Prozesse erhoffen sich die Projektpartner eine Reduzierung von ungeprüftem Elektroschrott, der ins Ausland transportiert wird.

Um die Prüfung zu optimieren, kooperiert das Projektteam mit der Elmed Dr. Ing. Mense GmbH. Das Unternehmen mit Stammsitz im nordrhein-westfälischen Heiligenhaus ist auf die Herstellung von Prüfgeräten für die Beschichtungsindustrie spezialisiert und kann damit eine Prüfung bei geringster Materialbelastung der Beschichtung durchführen. Die HaWe Engineering GmbH wird die Projektergebnisse im Rahmen einer Feldstudie in verschiedenen PV-Anlagen zur Anwendung bringen.

Grundlage ist ein Kriterienkatalog für ältere PV-Anlagen

Projektkoordinator von RENEW ist das ZSW. Mit dem Solarlabor Solab besitzt es langjährige Erfahrung mit feldgealterten Modulen. Die Prüfungen, die am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung durchgeführt werden, behandeln die Degradation von PV-Modulen, Rückseitenfolienanalysen und Materialanalysen. Zudem profitiert das Projektteam von den Ergebnissen eines Vorgängerprojekts: Untersuchungen an beschädigten Rückseitenfolien mündeten am Projektende in einen umfassenden Kriterienkatalog, um Moduldefekte zu bewerten. Durch RENEW will das ZSW die Qualität der Prüfung von Altmodulen steigern und skalierbar machen – und damit den Einsatz von PV-Modulen noch nachhaltiger gestalten.