Solar: «Qualität ist der halbe Ertrag»

Foto: Wolf
BETRIEBSLEITUNG
Solar: «Qualität ist der
halbe Ertrag»
Fritz Stettler hat bei der Auswahl seiner Solarstromanlage viel Wert auf Qualität gelegt. Die Strategie ist
aufgegangen. Hier seine Tipps für Kollegen.
F
ritz Stettler aus Frauenfeld im
Thurgau kann sich kaum daran
erinnern, wann er das letzte mal
Ärger mit seiner Solarstromanlage
hatte. Er muss an diesem Vormittag
einige Sekunden angestrengt darüber
nachdenken.
Zusammen mit seinem Solarberater, Christian Wolf vom Maschinenund Betriebshelferdienst Thurgau, hat
er uns eingeladen, sich das Solarkraftwerk auf dem Dach seines Laufstalles
einmal näher anzuschauen.
Profis überwachen Anlage
Stettlers Anlage ist in doppelter Hinsicht
etwas Besonderes: Zum einen war er vor
sieben Jahren einer der ersten Landwirte
in der Schweiz, der sich die blau schimmernden Module auf sein Dach schraubte.
Zum anderen kommt sein Kraftwerk auf
eine Gesamtleistung von etwa 155 Kilowatt Spitzenleistung, was relativ gross ist
für Schweizer Verhältnisse. Stettler ist somit nicht nur ein Pionier, sondern hat aufgrund seiner Erfahrung auch einige Tipps
für seine Berufskollegen parat.
Mittlerweile ist Stettler es dann doch
noch eingefallen: Vor ein paar Jahren
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musste sein Installateur einen Wechselrichter austauschen. «Das war’s aber
auch», so der Milchviehhalter.
Er selbst hatte den Ausfall des Gerätes, das den Gleichstrom seiner Solarstromanlage in netzkonformen
Strom umwandelt, nicht einmal bemerkt. Schliesslich wird seine Anlage
per Fernwarte vom Maschinen- und
Betriebshelferdienst überwacht. Daher muss er auch nicht – wie andere
Solaranlagen-Betreiber – jeden Tag
nach dem Rechten schauen. Das erledigt Wolf für ihn.
Dieser zeigt uns ein paar Stunden später
und rund 15 Kilometer von Stettlers Betrieb entfernt die Überwachungstechnik.
Dazu muss er lediglich seinen Rechner einschalten und auf das Symbol des Überwachungsprogrammes klicken. Im Bruchteil
einer Sekunde verbindet dieses sich via Internet mit Stettlers Anlage und projiziert
alle wichtigen Daten auf seinen Bildschirm. «Wenn ich etwas Auffälliges entdecke, schicke ich einen Monteur raus, der
die Anlage vor Ort in Augenschein nimmt»
erklärt Wolf das Verfahren.
Stettler war daher erst auf den Fehler
aufmerksam geworden, als plötzlich der
Monteur auf seinem Hof vorfuhr. «Ich habe
Foto: Rolink
Bereits von
weitem ist
die Solarstromanlage
von Fritz
Stettler zu
sehen.
Fritz Stettler hat den Einstieg in die
Solarstromproduktion nicht breut.
auch keine Zeit, jeden Tag nach dem Rechten zu schauen. Ich muss mich um meine
Holstein-Friesen-Herde kümmern», sagt
der Schweizer. «Das ist unsere Haupteinnahmequelle.»
Um möglichst wenig Mühe mit der
Anlage zu haben, hat er bei der Auswahl
der Komponenten bewusst auf Qualität,
anstatt auf Billigangebote gesetzt. Das begann bereits bei der Wahl der Module. Äusserlich unterscheiden sich die verschiedenen Produkte auf dem Markt kaum
voneinander. Was die inneren Werte betrifft, hingegen umso mehr.
Experten teilen die verschiedenen Typen in zwei Klassen ein: in kristalline Module (mono- und polykristallin) und solche
auf Dünnschichtbasis. Während die Hersteller mono- und polykristalline Produkte
bereits seit Jahrzehnten auf dem Markt
anbieten, haben Dünnschichtmodule erst
vor rund zehn Jahren im grösseren Stile ihren Weg in die Verkaufsregale gefunden.
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Der entscheidende Unterschied
zwischen den beiden Technologien:
Die stromerzeugende Schicht in kristallinen Zellen besteht aus die leicht
zerbrechlichen
Silizium-Schichten,
die allein schon aus Gründen der Stabilität eine gewisse Dicke nicht unterschreiten dürfen. In Dünnschichtmodulen
übernehmen Halbleiter diese Funktion.
Dazu zählen beispielsweise Verbindungen
mit kompliziert klingenden Namen wie
Cadmium-Tellurid oder Kupfer-Indium-Diselenid (CIS). Diese sprühen die
Hersteller in der Regel auf dünne
Scheiben. Dadurch sind die aktiven
Schichten, wie der Name schon verrät, in der Regel auch sehr viel dünner
als die konventionellen.
Beliebt wurden Dünnschichtzellen
vor ein paar Jahren, als die Preise für
Silizium in die Höhe schossen. Die
Unternehmen suchten händeringend
nach günstigen Alternativen. Mittlerweile ist das Preisargument allerdings
in den Hintergrund gerückt. Die Siliziumpreise sind gesunken.
Kein Risiko eingehen
Die Dünnschichtproduzenten stellen dafür mittlerweile vor allem ein
anderes Argument in den Vordergrund:
Ihre Zellen nutzen das Schwachlicht besser aus als andere. Bei wolkigem Himmel
würden diese daher mehr Strom erzeugen
als ihre Konkurrenten, die Schlechtwetter-Lagen mit Ertragseinbußen quittieren.
Soweit die Theorie.
Richtig ist: Dünnschichtzellen nutzen die gesamte Breite der Strahlung
besser aus. Allerdings ist umstritten,
ob sie dadurch auch tatsächlich mehr
Ertrag einfahren. Es gibt zwar Hinweise darauf, aber ebenso viele, die
keinen Vorteil belegen.
Zwischen den Zellen und dem unteren Modulrand sollte ausreichend Platz sein
(rechts). Denn dort sammelt sich Schmutz (links), der die Zellen verschatten kann.
Wolf testet selber Module auf dem Dach
des Maschinen- und Betriebshelferdienstes
in Wängi (Thurgau). Darunter kristalline als
solche auf Dünnschichtbasis. Die Resultate
des Vergleichs sind ernüchternd: Selbst bei
exakt gleichen Bedingungen kann er keinen Vorteil für die dünnen Platten ausmachen. Im Gegenteil, einige Produkte
schneiden sogar besonders schlecht ab.
Rückendeckung erhält er durch Testergebnisse des TÜV Rheinlands (Deutschland), der zu ähnlichen Ergebnissen
kommt. Manch einer hält die Versprechen
der Dünnschichthersteller daher sogar für
ein Märchen der Industrie.
Was hingegen unbestritten ist: Kristalline Module kommen auf Wirkungsgrade
von über 20 %. Solche auf Dünnschichtbasis liegen mit maximal 12 % deutlich darunter. Zum Verständnis: Der Wirkungsgrad
gibt an, wie viel Energie des Sonnenlichtes
in Strom umgewandelt wird. Je kleiner der
Wirkungsgrad, desto größer muss somit
auch die Anlage ausfallen, um auf die gleiche Leistung einer Anlage zu kommen, die
das Licht effizienter ausnutzt.
«Bei Landwirten, die über ausrei-
Auf dem Dach des Maschinenringes testet dieser Module.
chend Dachfläche verfügen, spielt der
Wirkungsgrad daher eine eher untergeordnete Rolle», erklärt Wolf. Allerdings ist Dachfläche auf vielen Betrieben in der Schweiz knapp. Daher
sollte der Wirkungsgrad nicht außen
vor gelassen werden.
Wolf setzt deshalb fast nur auf monokristalline Module im oberen Leistungssegment. In der Regel auf solche
mit einer Leistung von rund 270 Watt
pro Modul (Standartmodul mit 60 Zellen). Da sich die Wirkungsgrade nach
wie vor weiterentwickeln, werden er
und sein Team im kommenden Frühjahr sogar 280 Watt-Module anbieten können – bei gleicher Grösse der Platten.
Hinzukommt noch ein anderer Umstand, der für die kristallinen Module
spricht: Es gibt deutlich mehr und
längere Erfahrungen mit diesen Typen als mit den relativ jungen Dünnschicht-Fabrikaten. Zwar deutet derzeit nichts drauf hin, dass die
modernen Zellen stärker «altern» als
konventionelle. «Mir war wichtig,
dass ich ein so geringes Risiko ein-
Die Solarbearter Fabian Brühwieler und Christian Wolf vom MBR.
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gehe, wie möglich», so der Milchviehhalter zu seiner Entscheidung. Er
selbst hat sich daher – wie von Wolf
empfohlen – auch für kristalline Module entschieden.
Foto: Rolink
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An die Schneelast denken
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Wert hat Stettler auch auf die Stabilität der Platten gelegt. Da im Winter
teils tonnenweise Schnee auf das
Dach fällt, müssen die Scheiben der
Module besonders stabil sein. Mindestens 540 kg pro Quadratmeter Last
sollte diese verkraften können. In alpinen Lagen sogar noch ein bisschen
mehr. Dort empfehlen Experten einen
Wert von 720 kg.
«Heute gibt es aber kaum noch Module, die weniger als 540 kg Last verkraften», so Wolf. Dennoch sollte jeder
Käufer das Modulblatt genau prüfen
und sich vergewissern, dass der Hersteller dieses auch ausdrücklich garantiert.
Im Übrigen befreit Stettler seine
Module im Winter nicht vom Schnee.
Aufwand und Nutzen stünden in keinem Verhältnis, so seine Erfahrung.
«Im Winter fallen die Erträge ohnehin
relativ gering aus, weshalb sich das
aufwändige und riskante Schneeschieben auf dem Dach nicht auszahlt», argumentiert er. Wer dennoch
den Schnee von seinen Modulen
schieben wolle, sollte aber auf jeden
Fall nur mit Sicherheitsgurten das
Dach betreten, warnt Wolf. Alles andere sei «lebensgefährlich» und darüber hinaus auch nicht erlaubt.
Früher wurde auch noch verstärkt
auf die Hinterlüftung der Module geachtet. Denn die Zellen erzeugen bei
Hitze weniger Strom als bei kühleren
Temperaturen. Das Mass für die Leistungseinbussen bei steigender Temperatur ist der Temperaturkoeffizient.
Er gibt an, um wie viel Prozent die
Nennleistung bei steigenden Temperaturen sinkt. Kristalline Module verlieren beispielsweise je nach Fabrikat
etwa bis zu 0,5 % ihrer Leistung pro
Grad Celsius Zell-Temperatur von
über 25 Grad Celsius.
Im Sommer sind Modul-Temperaturen von über 50 Grad Celsius aber
keine Seltenheit. Dann können die Ertragseinbussen schnell bis zu 13 % betragen. Je kleiner der Temperaturkoeffizient der Anlage daher ausfällt, desto
besser. Tipp: Die Hersteller geben oft mehrere Werte in ihren Datenblättern an. Entscheidend ist der Temperaturkoeffizient
der Leistung (oft mit P abgekürzt).
Stettlers Module zeichnen sich
durch einen relativ guten Koeffizient
aus. Dieser beträgt -0,44 %. Ausserdem hat er zwischen dem Dach und
den Modulen ausreichend Platz gelassen (rund 15 cm). Denn dann kann ge-
Eine Aluminiumlegierung schützt die
Unterkonstruktion vor Rost.
Je mehr Abstand zwischen Modul
und Dach, desto besser.
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Christian Wolf überwacht die Anlagen mit Hilfe einer Fernwartung. Bei Auffälligkeiten schickt er einen Monteur raus.
nügend Luft unter den Modulen entlang strömen, die die Anlage im
Sommer kühlt. Allerdings schränkt
Wolf ein: Der Effekt macht sich bei
den niedrigen Einspeisevergütungen
aktuell kaum noch bemerkbar. «Vor
ein paar Jahren waren die Tarife hingegen noch deutlich höher, weshalb
der Koeffizient und die Hinterlüftung
eine grössere Rolle spielten», so Wolf.
Toleranz klein halten
Viel wichtiger als diese Kriterien
war Stettler die so genannte Leistungstoleranz der Module. Diese gibt
an, um wie viel die vom Hersteller angegebene Leistung der Module
schwanken kann. Beispiel: ein Modul
hat eine Leistung von 200 Watt. Die
Toleranz beträgt +/- 5 %. Das heißt,
die tatsächliche Leistung kann 5 % ge-
Solarkabel auf dem Dach sollten in Schächten oder Rohren verlegt werden.
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Modulqualität: Schauen Sie genau hin!
Ä
usserlich unterscheiden sich
Solarmodule kaum von einander. Bei genaueren Hinsehen können Sie aber die Spreu vom Weizen unterscheiden. Achten Sie auf diese
Punkte:
• Wenn Ihr Modul aus einzelnen
Zellen zusammengesetzt ist, sollten
diese einen gleichmässigen Abstand
zueinander haben. Ist das nicht der
Umständen überhitzen.
Ansonsten gelte dasselbe wie bei den
Modulen: Möglichst auf Hersteller setzen,
die bereits seit längerem am Markt sind
und einen guten Ruf geniessen, so Wolf.
Hilfreich sind aus seiner Sicht auch die Testergebnisse der Stiftung-Warentest aus
Deutschland, die immer wieder mal verschiedene Komponenten der Geräte auf
Herz und Nieren überprüfen.
tig, dass die Garantieleistung des Herstellers das Maximum an Sicherheit
bietet. Wolf schränkt aber ein: «Noch
so gute Garantieleistungen nutzen
nichts, wenn der Hersteller bzw. Installateur Insolvenz anmeldet.» Hinzu
kommt eine Hürde bei Modulen aus
dem Ausland – vor allem bei solchen
aus China: Wenn der Produzent seinen Gerichtsstand beispielsweise in
Peking habe, gelte auch das chinesische Recht. Für einen Kunden in der
Schweiz sei es daher kaum möglich,
dieses einzuklagen. Denn dazu müsste
dieser Klage bei einem Gericht in Peking erheben. Hinzu kommt: In Asien
gibt es keine gesetzliche Grundlage,
die die Hersteller verpflichtet, eine
Garantie überhaupt anzubieten.
Stettler hat den Kauf seiner Anlage
nie bereut. Beim Blick auf den Zählerschrank, der die Erträge der Anlage
erfasst, kann man ablesen, warum:
Die Module erzeugen seit Jahren fast
immer mehr Strom, als er in der Planungsphase angenommen hat. «Kalkuliert hatten wir mit 950 Kilowattstunden
Strom
pro
Kilowatt
Anlagenleistung. Wir ernten aber oft
deutlich mehr als 1000 Kilowattstunden», berichtet er. Die Investition hat
sich daher für ihn ausgezahlt.
Diethard Rolink
Augen auf bei der
Matrialwahl
Stettler legt darüber hinaus sehr viel
Wert auf die Qualität der verarbeiteten
Materialien. Das gilt vor allem für die Untergestelle und die Kabel der Anlagen.
Diese sollten grundsätzlich korrosionsbeständig sein. Das heisst: Das Untergestell
(meist aus V2A-Stahl) sollte mit Aluminium-Legierung besitzen. Die Kabel für die
Solaranlage müssen hohe Temperaturen
tolerieren und eine hohe UV- sowie
Ozon-Beständigkeit aufweisen.
Als Schwachstelle bei den Kabeln haben
sich die Steckverbindungen erwiesen. Einfache Ausführungen, lösen sich oft nach
einiger Zeit. Daher sollten diese einen
möglichst robusten Eindruck machen.
Zu guter Letzt war es Stettler wich-
Foto: Rolink
ringer (190 Watt), im besten 5 % höher ausfallen (210 Watt). Auf den Ertrag hat die Toleranz daher einen
enormen Einfluss. Wolf empfiehlt: Je
geringer die Toleranz, desto besser.
Am besten sind Module mit ausschliesslich positiven Werten, wie es
bei Stettler der Fall ist. Seine Platten
haben eine Toleranz von -0/+5 %.
Nicht zu unterschätzen sollte man aus
seiner Sicht auch die Erfahrungen der Hersteller. Daher empfiehlt er auch möglichst
Anbieter zu wählen, die über einen guten
Ruf und bereits länger «im Geschäft sind».
Mittlerweile sind Stettler und Wolf während ihres Rundganges bei den Wechselrichtern angekommen. Diese Geräte sorgen dafür, dass der Strom aus der Anlage
ohne Probleme in das öffentliche Netz
fliessen kann. Bei der Auswahl der Modelle
rät Wolf vor alle eines: Das Verhältnis zwischen der Leistung der Module auf dem
Dach und der der Wechselrichter sollte in
etwa 1:1 betragen. Beispiel: Wenn die Module auf dem Dach über 30 Kilowatt (kW)
verfügen, müssen die Wechselrichter in
Summe auch auf 30 kW kommen. Weniger
Wechselrichter-Power würde an besonders sonnenreichen Tagen nur dazu führen, dass die Geräte an ihren Leistungsgrenzen arbeiten und dabei unter
seite an. Je einheitlicher dieser ist,
desto besser.
• Die Anschlussdose sollte fest auf der
Modulunterseite kleben.
• Die Folie auf der Rückseite der
Module darf sich nicht wölben.
• Der Modulrahmen sollte einen
stabilen Eindruck machen. Er darf
nicht wackeln, wenn Sie das Modul
in der Hand halten.
Fall, deutet dies darauf hin, dass die Module per Hand gefertigt wurden, was
anfälliger gegenüber Fehlern ist als eine
industrielle Produktion.
• Achten Sie auf den Verlauf der
Lötbahnen, die die Zellen miteinander verbinden. Dieser muss gleichmässig sein.
• Schauen Sie sich auch den Farbverlauf der Module auf der Ober-
Die Anschlussdosen auf der
Folie dürfen nicht wackeln.
Die Kabel der Wechselrichter müssen in Kabelschächten liegen.
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