Kombinierte UV- und Feuchte-Wärme-Prüfung

PV-Module in einer kombinierten UV-Feuchte Klimakammer. Am Fraunhofer ISE können PV Module in einer kombinierten UV-Feuchte-Prüfung realitätsnah geprüft werden.

Außenprüfstand für PV-Module in der Wüste Negev, Israel

Die für die Alterung kritischen klimatischen Faktoren (wie z. B. Umgebungstemperatur, Windgeschwindigkeit, relative Luftfeuchte, UV-Strahlung) werden an mehreren Freibewitterungsstandorten quantifiziert und deren Auswirkungen auf PV-Module verfolgt und untersucht.

Klimakammer für PV-Module

Klimakammer zur Bewitterungsprüfung unter verschiedenen Klimabedingungen (max. -55 °C bis +180 °C) im akkreditierten Labor „TestLab PV Modules“. Durch eine vertikale Luftführung werden alle Prüfmodule gleichmäßig temperiert, sodass höchste Vergleichbarkeit der Testergebnisse gegeben ist.

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UV-Prüfkammer mit PV-Modul

Die UV-Prüfkammer arbeitet mit verschiedenen Lichtquellen und Spektren. Zusätzlich kann die Umgebungstemperatur / Modultemperatur während des Tests kontrolliert werden. Typische Fehlermechanismen wie Vergilbung (Yellowing) oder unterschiedliche Arten Schneckenspuren werden durch UV Licht ausgelöst.

Feuchte-Frost Prüfung eines PV-Moduls

Bei diesem Belastungstest wechselt die Temperatur zyklisch von -40 °C auf +85 °C und 85 % rel. Luftfeuchtigkeit. Die gefrierende Feuchte führt, zusätzlich zu den Temperaturwechseln, zu starken thermischen Spannungen.

Hageltest für PV-Module

Mit einer speziellen, am Fraunhofer ISE entwickelten Druckluftkanone wird die Robustheit des Moduls durch Hagelbeschuss an standardisiert festgelegten Zielpunkten (wie zum Beispiel den Leiterverbindungen) ermittelt.

Analyse von Fehlern und Schäden

Delamination auf der Vorderseite eines PV-Moduls. Produktionsfehler, Schäden durch Transport, Installation und Betrieb können mit einem breiten Spektrum von Analyseverfahren untersucht werden.

Gebrauchsdauer- und Schadensanalyse

Im Arbeitsgebiet „Gebrauchsdauer- und Schadensanalyse“ untersuchen wir die Qualität und das Alterungsverhalten von PV-Modulen sowie deren Materialien und Einzelkomponenten. Hierbei greifen wir auf einen umfangreichen Erfahrungsschatz aus der Analyse und Bewertung zahlreicher Schadensfälle aus der praktischen Feldanwendung zurück. Darüber hinaus beobachten und untersuchen wir die Alterung von PV-Modulen unter realistischen Echtzeitbedingungen sowie in beschleunigten Alterungsprüfungen. An mehreren Freibewitterungsstandorten weltweit exponieren wir Photovoltaikmodule zur Bestimmung des Zusammenhangs zwischen Betriebsdaten und Bewitterung und zum Abgleich für Bedingungen der künstlichen Bewitterung. Wir entwickeln Verfahren, um Alterungsmechanismen wie z.B. sogenannte „Schneckenspuren“ in beschleunigten Alterungstests zu simulieren und dadurch die Empfindlichkeit der Module gegenüber spezifischen Effekten zu prüfen.

Im akkreditierten TestLab PV Modules führen wir Typzulassungsprüfungen für photovoltaische Module nach IEC Normen sowie kundenspezifische Prüfungen durch. Durch die Synergien mit unserem TestLab PV Modules können Prozesse schnell und entsprechend der Akkreditierung gemäß ISO 17025  mit höchster Qualität durchgeführt werden.

Unsere langjährigen Erfahrungen mit Modulschäden in der Freibewitterung und in beschleunigten Alterungstests bilden die Basis für unser tiefes Verständnis für Mechanismen und fehlerhafte Materialkombinationen. Für die Prüf- und Analysearbeiten stehen uns moderneste und innovative Prüf- und Analysegeräte zur Verfügung, die wir teilweise für die spezielle Anwendung an PV-Modulen selbst entwickelt haben.

Das Angebot unseres akkreditierten Labors reicht von der Zertifizierung von PV-Modulen zusammen mit unserem Zertifizierungspartner VDE bis hin zu kundenspezifischen Aufgaben, wie der Beratung zum Aufbau von neuen Prüflaboren.

Wir nehmen aktiv an verschiedenen Normungsgremien und Arbeitsgruppen teil, unter anderem:

  • Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik, DKE: AK 373.0.10: Arbeitskreis Solarzellen, Wafer und Module
  • International Electrotechnical Commission, IEC: TC82 / WG 2: technical committee 82: Solar photovoltaic energy systems / working group 2: Modules, non-concentrationg
  • IEC/TS 62876-2-1 "Nanotechnology - Reliability assessment - Part 2.1: Nano-enabled photovoltaic devices - Stability test"

Mit dem Thema Gebrauchsdauerprüfung und Schadensanalytik sind wir auf folgenden Messen und Konferenzen vertreten:

32. Symposium Photovoltaische Solarenergie

08.03.2017 - 10.03.2017
Bad Staffelstein, Kloster Banz

Silicon PV

03. - 05.04 2017
Freiburg, Konzerthaus Freiburg

SNEC 2017

19. - 21.04.2017
Shanghai | China

Intersolar Europe

31.05. - 02.06.2017

München, Messe München

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Gebrauchsdauer- und Schadensanalyse:

 

YearTitle/AuthorDocument Type
2016Effect of thermal insulation of the back side of PV modules in the module temperature
Koehl, M.; Hamperl, S.; Heck, M.
Journal Article
2016Silver grid finger corrosion on snail track affected PV modules - investigation on degradation products and mechanisms
Dürr, I.; Bierbaum, J.; Metzger, J.; Richter, J.; Philipp, D.; Wirth, H.
Presentation
2016Yield predictions for photovoltaic power plants: Empirical validation, recent advances and remaining uncertainties
Müller, B.; Hardt, L.; Armbruster, A.; Kiefer, K.; Reise, C.
Journal Article
2015FEM-simulation of water vapor ingress into glass-glass-modules with polymeric edge sealant and a new experimental set up for permeation tests for sealing material
Klimm, E.; Piekarczyk, A.; Vogt, F.; Ballion, A.; Weiß, K.-A.; Köhl, M.
Conference Paper
2015Impact of soiling on IV-curves and efficiency of PV-modules
Schill, C.; Brachmann, S.; Koehl, M.
Journal Article
2015Interlaboratory study to determine repeatability of the damp-heat test method for potential-induced degradation and polarization in crystalline silicon photovoltaic modules
Hacke, P.; Terwilliger, K.; Glick, S.; Tamizhmani, G.; Tatapudi, S.; Stark, C.; Koch, S.; Weber, T.; Berghold, J.; Hoffmann, S.; Koehl, M.; Dietrich, S.; Ebert, M.; Mathiak, G.
Journal Article
2015Mechanical and chemical characterization of solder joints after accelerated ageing tests
Dürr, I.; Walter, J.; Kraft, A.; Weiß, K.-A.; Eitner, U.; Volk, M.; Ebert, C.
Conference Paper
2015Round robin testing of various back-sheets for PV-modules with different ultra-violet radiation sources and sample temperatures
Köhl, M.; Ballion, A.; Lee, Y.-H.; Wu, H.-S.; Scott, K.; Glick, S.; Hacke, P.; Koo, H.J.
Conference Paper
2015Simulation of water ingress into PV-modules: IEC-testing versus outdoor exposure
Hülsmann, P.; Weiss, K.-A.
Journal Article
2015Soiling and abrasion testing of surfaces for solar energy systems adapted to extreme climatic conditions
Klimm, E.; Kaltenbach, T.; Philipp, D.; Masche, M.; Weiß, K.-A.; Köhl, M.
Conference Paper
2014Accelerated Service Life Testing of Photovoltaic Modules
Köhl, M.
Book Article
2014Brandgefahr durch PV-Anlagen: Teil 1: Statistische auswertung von Hitzeschäden und Brandfällen in PV-Anlagen
Laukamp, H.; Bopp, G.
Journal Article
2014Effect of humidity and temperature on the potential-induced degradation
Hoffmann, S.; Köhl, M.
Journal Article
2014The influence of the additive composition on degradation induced changes in poly(ethylene-co-vinyl acetate) during photochemical aging
Beinert, A.; Peike, C.; Dürr, I.; Kempe, M.D.; Reiter, G.; Weiß, K.-A.
Conference Paper
2014Modeling the soiling of glazing materials in arid regions with geographic information systems (GIS)
Herrmann, J.; Slamova, K.; Glaser, R.; Köhl, M.
Conference Paper
2014Nondestructive determination of climate-specific degradation patterns for photovoltaic-module encapsulation
Peike, C.; Hoffmann, S.; Heck, M.; Kaltenbach, T.; Weiß, K.-A.; Köhl, M.
Journal Article
2014Prediction of silicon PV module temperature for hot spots and worst case partial shading situations using spatially resolved lock-in thermography
Geisemeyer, I.; Fertig, F.; Warta, W.; Rein, S.; Schubert, M.C.
Journal Article
2014PV module degradation in the field and in the lab - how does it fit together?
Peike, C.; Hoffmann, S.; Dürr, I.; Köhl, M.; Weiß, K.-A.
Conference Paper
2014Rethinking solar resource assessments in the context of global dimming and brightening
Müller, B.; Wild, M.; Driesse, A.; Behrens, K.
Journal Article
2014Soiling and anti-soiling coatings on surfaces of solar thermal systems - featuring an economic feasibility analysis
Lorenz, T.; Klimm, E.; Weiß, K.-A.
Journal Article
2014Temperature-dependent water vapour and oxygen permeation through different polymeric materials used in photovoltaic-modules
Hülsmann, P.; Weiß, K.-A.; Köhl, M.
Journal Article
2013Can anti-soiling coating on solar glass influence the degree of performance loss over time of PV modules drastically
Klimm, E.; Lorenz, T.; Weiss, K.-A.
Conference Paper
2013Changes of morphology and material properties of thin Ethylene-Vinyl acetate-films under different aging conditions
Meier, T.; Peike, C.; Kaltenbach, T.; Weiss, K.-A.
Conference Paper
2013Influence of Mechanical Load at Low Temperatures on Cell Defects and Power Degradation at Full Scale PV Modules
Mülhöfer, G.; Berg, H.; Ferrara, C.; Grzesik, W.; Phillip, D.
Conference Paper
2013Investigation on the impact of macro- and micro-climate on the potential induced degradation
Hoffmann, S.; Köhl, M.
Conference Paper
2013Modeling the leakage current for potential induced degradation
Hoffmann, S.; Köhl, M.
Conference Paper
2013Moisture as stress factor for PV-modules
Köhl, M.
Conference Paper
2013Origin of damp-heat induced cell degradation
Peike, C.; Hoffmann, S.; Hülsmann, P.; Thaidigsmann, B.; Weiß, K.-A.; Koehl, M.; Bentz, P.
Journal Article
2013Overview on PV Module Encapsulation Materials
Peike, C.; Hädrich, I.; Weiß, K.-A.; Dürr, I.
Journal Article
2013Simulation of Water Vapor Ingress into PV-Modules under different Climatic Conditions
Hülsmann, P.; Heck, M.; Köhl, M.
Journal Article
2013Thermal influence on the photochemical degradation behavior of ethylene-based PV encapsulants
Peike, C.; Apin, K.; Hummel, M.; Weiß, K.-A.; Köhl, M.
Conference Paper
2013Towards the origin of photochemical EVA discoloration
Peike, C.; Purschke, L.; Weiß, K.-A.; Köhl, M.; Kempe, M.
Conference Paper
2013Ultraviolet radiation as a stress factor for the PV-modules - global approach
Slamova, K.; Wirth, J.; Schill, C.; Köhl, M.
Conference Paper
2013X-ray study on damp-heat induced cell degradation (DHID)
Duerr, I.; Peike, C.; Köhl, M.; Hoffmann S.; Weiß, K.-A.
Conference Paper
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