Mit dem Start des Projekts RENEW forschen das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und mehrere Partner an der Reparatur und Wiederverwendung von Photovoltaik-Modulen. Das dreijährige Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
Ziel ist es, gebrauchte PV-Module effektiver und mit hohem Durchsatz zu prüfen sowie neue Reparaturmöglichkeiten zu entwickeln, um die Entsorgungsmenge von PV-Modulen zu reduzieren. Die Projektpartner definieren in dem Vorhaben neue Standards bei der Charakterisierung von gebrauchten PV-Modulen. Dadurch bietet sich ein hohes Verwertungspotenzial. Neben dem ZSW sind die Unternehmen 2nd Life Solar, HaWe Engineering sowie Elmed Dr. Ing. Mense beteiligt.
Nachhaltigkeit erhöhen, Kosten von PV-Strom senken
Das Akronym RENEW steht für die Reparatur und Wiederverwendung von PV-Modulen. Der Blick in die Zukunft zeigt: Für die globalen PV-Ausbauziele werden nicht nur laufend neue Module benötigt. Es gilt zudem, die Module so lange wie möglich in Betrieb zu halten, was die Nachhaltigkeit erhöht und die Kosten von PV-Strom senkt.
Durch die rasante technologische Entwicklung der Modultechnik allein in den vergangenen zehn Jahren sind neue Module aus ökonomischen Gründen aufgrund der höheren Leistung auf gleicher Fläche für Kraftwerksbetreiber attraktiv. Beim sogenannten Repowering werden alte Module abgebaut und durch neue, leistungsstärkere Module ersetzt, obwohl diese noch betriebsfähig wären.
Kaum weniger Leistung auch nach mehr als 20 Jahren
Die umfangreiche Erfahrung mit feldgealterten Modulen des ZSW-Solarlabors Solab zeigt, dass bei einem Großteil der Module auch nach mehr als 20 Jahren Betriebszeit kaum Leistungsdegradationen zu sehen sind, insbesondere bei Standorten mit gemäßigtem Klima wie Mitteleuropa.
Nach Erfahrungen des Projektpartners 2nd Life Solar sind momentan noch rund 70 % der aussortierten Module direkt betriebsfähig. Um diese Zahlen weiter zu verbessern, werden im Projekt zusätzlich unterschiedliche Reparaturlösungen qualifiziert.
Hinzu kommt, dass die Summe an Altmodulen, die fachgerecht entsorgt werden, nicht den erwarteten Mengen entspricht und sich die Frage stellt, wo diese Module als ungeprüfter Elektroabfall landen. Das Forschungsteam der 2nd Life Solar GmbH orientiert sich deshalb an dem Prinzip der Kreislaufwirtschaft. Vor dem Recycling der Module wird die Funktionsfähigkeit überprüft. Ist diese gegeben, kann das Modul direkt wieder eingesetzt werden.
Hohe Nachfrage nach gebrauchten Modulen
„Der Markt für gebrauchte Module wächst rasant, denn die Ausbauziele für die Photovoltaik sind hoch gesteckt“, erklärt Maximilian Engel, Projektkoordinator des RENEW-Projekts am ZSW, und betont: „Hierfür brauchen wir jedes Modul – ob neu oder gebraucht – bis zum Ende seiner Betriebsfähigkeit im Betrieb.“
Auch wenn er sich über die momentan hohe Ausbaugeschwindigkeit freue, dürfe man den nachhaltigen Umgang mit den dazu verwendeten Ressourcen nicht vernachlässigen. Hierzu gelte es, gebrauchte Module effizient und damit kostengünstig mit hohem Durchsatz zu qualifizieren und gegebenenfalls zu reparieren, um sie weiter in Betrieb zu halten.
Neben dem Einsatz in kleineren Inselanlagen sowie als Balkonkraftwerke besteht die Möglichkeit, aufgrund der hohen Menge an feldgealterten Modulen auch ganze PV-Parks mit gebrauchten Modulen auszustatten.
Kriterienkatalog für ältere PV-Anlagen
Mit dem Solarlabor Solab besitzt das ZSW langjährige Erfahrung mit feldgealterten Modulen. Die Prüfungen, die am ZSW durchgeführt werden, behandeln die Degradation von PV-Modulen, Rückseitenfolienanalyse und Materialanalyse.
Zudem schöpft das Projektteam aus den Ergebnissen eines vorausgegangenen Projekts: 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. (jpk)
