Ein heute installiertes Solarpanel wird im Jahr 2050 immer noch Strom erzeugen – aber nicht mehr so viel. Unter Modulverschlechterung versteht man den langsamen, stetigen Rückgang der Leistung, der darüber entscheidet, ob Ihr Finanzmodell über die gesamte Projektlaufzeit Bestand hat. Das Verständnis von LID, PID und den jährlichen Abbauraten hilft Ihnen bei der Auswahl von Modulen, die den langfristigen Ertrag schützen.
Arten der Verschlechterung von Solarmodulen
Lichtinduzierter Abbau (LID)
LID tritt bei Standard-P-Typ-Siliziumzellen in den ersten Stunden bis Tagen der Sonneneinstrahlung auf. Im Silizium bilden sich Bor-Sauerstoff-Komplexe (BO), die Defekte erzeugen, die die Lebensdauer der Ladungsträger verkürzen und die Leistung um 1–3 % verringern. LID ist ein einmaliges Ereignis – es stabilisiert sich schnell und hält nicht während der gesamten Lebensdauer des Moduls an.
Silizium vom N-Typ (TOPCon, HJT, IBC) enthält kein Bor in der Basisschicht und ist im Wesentlichen immun gegen LID – einer der wichtigsten Leistungsvorteile der N-Typ-Technologie gegenüber P-Typ-PERC. LONGi, Jinko und Trina bieten in ihren Datenblättern jetzt N-Typ-TOPCon-Module mit LID <0,5 % an.
Potentialinduzierte Degradation (PID)
PID tritt auf, wenn ein hoher elektrischer Potentialunterschied zwischen dem Modulrahmen (Masse) und der Zelle eine Ionenwanderung durch die Kapselung und das Glas verursacht. Natriumionen aus dem Glas reichern sich an der Zelloberfläche an und erzeugen Nebenschlusspfade, die die Leistung reduzieren – bei stark betroffenen Modulen manchmal um 20–50 %.
Das PID-Risiko ist am höchsten in:
- Heißes, feuchtes Klima (relative Luftfeuchtigkeit konstant über 60 %)
- Große String-Spannungssysteme (1000-V- oder 1500-V-DC-Bus)
- Negativ geerdete oder erdfreie Wechselrichterkonfigurationen
- Systeme, bei denen die negative Schiene des Strings ein deutlich negatives Potenzial zur Erde aufweist
PID kann gemildert werden, indem PID-resistente Module spezifiziert werden (getestet gemäß IEC 62804), transformatorbasierte Wechselrichter oder Wechselrichter mit PID-Schutzfunktionen verwendet werden und eine korrekte Systemerdung sichergestellt wird. Einige Sungrow-Wechselrichter verfügen über eine aktive PID-Kompensation.
Langfristiger jährlicher Abbau
Über LID und PID hinaus kommt es bei Modulen zu einem allmählichen Leistungsverlust durch UV-Einstrahlung, thermische Zyklen und Änderungen der Zellmetallisierung. Dabei handelt es sich um die in der Leistungsgarantie angegebene „jährliche Degradationsrate“.
| Modultyp | Typischer Verlust im ersten Jahr | Jährlicher Abbau (Jahre 2–30) | Ausgabe im 25. Jahr |
|---|---|---|---|
| Standard-PERC vom P-Typ (Mono) | 2–3 % (LID) | 0,55 %/Jahr | ~83–87 % |
| Premium-PERC vom P-Typ (LONGi, Jinko) | 1–2 % | 0,45 %/Jahr | ~87–90 % |
| N-Typ TOPCon | <0,5 % (kein LID) | 0,40 %/Jahr | ~90–92 % |
| HJT (Heteroübergang) | <0,5 % | 0,25–0,35 %/Jahr | ~93–95 % |
Wie sich der Abbau auf den Lebensertrag auswirkt
Der Unterschied zwischen einer Abbaurate von 0,40 %/Jahr und 0,55 %/Jahr klingt gering, verstärkt sich aber erheblich. Für eine 1-MWp-Anlage, die bei Inbetriebnahme 1.400 MWh/Jahr erzeugt:
- 0,55 %/Jahr Modul im 25. Jahr: Produktionsfaktor ~86,6 % → 1.213 MWh/Jahr
- 0,40 %/Jahr Modul im 25. Jahr: Produktionsfaktor ~90,6 % → 1.268 MWh/Jahr
- Unterschied: 55 MWh/Jahr → 5.500 $/Jahr bei 0,10 $/kWh
- Kumulierte 25-Jahres-Differenz: ~450 MWh → 45.000 US-Dollar Umsatzverlust
Der Aufpreis für N-Typ-TOPCon-Module gegenüber P-Typ-PERC beträgt typischerweise 0,01–0,03 $/W – für ein 1-MWp-System 10.000–30.000 $. Der Lifetime-Renditevorteil liegt bei über 45.000 US-Dollar, wodurch sich die N-Typ-Prämie in den meisten Märkten leicht auf NPV-Basis rechtfertigen lässt.
Was ist in der Stromgarantie zu überprüfen?
- Garantie für das erste Jahr: Sollte ≥97 % der Nennleistung (P-Typ) oder ≥98 % (N-Typ) betragen.
- Jährliche Abbaurate: ≤0,55 % für P-Typ, ≤0,40 % für N-Typ. Einige Premium-Module garantieren jetzt 0,25–0,30 %/Jahr.
- Garantiejahr 25: Direkt vergleichen – 80,7 % ist der alte Standard; ≥84,8 % (LONGi Hi-MO X), ≥87,4 % (Jinko Tiger Neo) und ≥89 % (einige HJT) sind jetzt erreichbar.
- Linear vs. gestuft: Wählen Sie immer eine lineare Garantie. Eine gestaffelte Garantie (80 % garantiert nur im 25. Jahr) bietet keinen Schutz vor übermäßiger Verschlechterung in den dazwischen liegenden Jahren.
- PID-Garantie: Bestätigen Sie, dass PID-Widerstandstests gemäß IEC 62804 enthalten sind, insbesondere für 1500-V-DC-Systeme in feuchten Klimazonen.
Feldabbauraten: reale Daten
Die NREL-Analyse von über 11.000 Modulen aus über 230 realen Systemen ergab eine durchschnittliche Verschlechterung von 0,5 %/Jahr für kristallines Silizium – im Einklang mit Datenblattwerten. Allerdings ist die Verteilung breit gefächert: Module im unteren Quartil verschlechtern sich mit 1,0–1,5 %/Jahr, was hauptsächlich auf Bräunung, Delaminierung und Zellrisse der Einkapselung zurückzuführen ist, die auf unzureichenden mechanischen Schutz bei der Handhabung und Installation zurückzuführen sind. Sowohl die Modulqualität als auch die Installationsqualität sind wichtig.