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.

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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.

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Gebrauchsdauer- und Schadensanalyse

Services

Beratung und Studien


 

 

  • Komponentenauswahl
  • Modellierung von Klimalasten
 

TestLab PV Modules

Im akkreditierten TestLab PV Modules prüfen wir PV-Module entsprechend der IEC- bzw. den europäischen Normen.

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"

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

TOP

Höhere Zuverlässigkeit transparenter Glasfassaden mit Organischen Solarzellen

 

GloBeSolar

Globales Belastungs-Klassifikationssystem für solartechnische Materialien

 

COMMIT

Effiziente und zuverlässige Drahtverschaltung von Solarzellen

Video, Broschüre und Flyer: Gebrauchsdauer- und Schadensanalyse

 

Video: TestLab PV Modules

Flyer: PV Module Certification

Flyer: UV Testing and Qualification of PV Modules and Materials

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Gebrauchsdauer- und Schadensanalyse:

 

YearTitle/AuthorDocument Type
2017Evaluation of damp-heat testing of photovoltaic modules
Koehl, M.; Hoffmann, S.; Wiesmeier, S.
Journal Article
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
2016Silver grid finger corrosion on snail track affected PV modules - investigation on degradation products and mechanisms
Duerr, I.; Bierbaum, J.; Metzger, J.; Richter, J.; Philipp, D.
Journal Article
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
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