Wissenschaftler des Fraunhofer ISE untersuchen die Alterung von Solarkollektoren, hier in der israelischen Wüste Negev. © Fraunhofer ISE
Altersvorsorge für Solarthermie
Über ein Auto, das schon nach drei Jahren wegen Durchrostung den Geist aufgibt, würde sich jeder Käufer ärgern. Genau so ist es auch bei Photovoltaik-Kollektoren. Auch diese Anlagen sind langfristige Investitionsgüter, ihre Haltbarkeit von großer Bedeutung. Bisher gehen die Hersteller von einer Lebensdauer von 20 Jahren aus. Allerdings wissen sie noch nicht genug über das Alterungsverhalten der Anlagen unter extremen Witterungsbedingungen, wie sie in alpinen Bergregionen, Wüsten oder an Meeresküsten herrschen.
Im Projekt "SpeedColl" arbeiten Forscher des Fraunhofer ISE, des Instituts für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) der Universität Stuttgart und 20 Unternehmen daran, beschleunigte Alterungstests für Solarkollektoren zu entwickeln. Kollektoren sind die am stärksten belasteten Komponenten einer thermischen Solaranlage.
Salzluft lässt Photovoltaik-Kollektoren altern
Photovoltaik-Kollektoren sind je nach Standort hohen Temperaturen und teils wechselnden, teils extremen Witterungsbedingungen ausgesetzt. Sonnenreiche, dicht besiedelte Küstengebiete eignen sich beispielsweise gut für die Nutzung thermischer Solaranlagen. Doch dort sind die Anlagen neben einer hohen UV-Strahlung und hoher Feuchtigkeit zusätzlich salzhaltiger Luft ausgesetzt. Das beschleunigt ihre Alterung.
Um mehr über das Alterungsverhalten herauszufinden, entwickeln die Forscherinnen und Forscher Schnellprüfverfahren. Um eine lange Lebensdauer zu simulieren, können zum Beispiel eine gegenüber normalem Tageslicht erhöhte UV-Strahlung und Klimakammern mit Salznebel-Tests eingesetzt werden. Die beschleunigten Tests ermöglichen Vorhersagen dazu, wie lange bestimmte Kollektoren unter welchen Bedingungen und mit welcher Leistung in Betrieb gehalten werden können.
Teststände in Gran Canaria, Israel und auf der Zugspitze
Die nun zu entwickelnden beschleunigten Testverfahren basieren unter anderem auf langfristigen Messungen an Orten mit extremen Witterungsbedingungen. Diese Teststände befinden sich auf der Zugspitze, in Freiburg, Stuttgart, auf Gran Canaria, in Indien sowie in der israelischen Wüste Negev.
Schnellprüfverfahren liefern einerseits wertvolle Hinweise für die Entwicklung neuartiger Kollektoren, andererseits ist die so gegebene Qualitätsgarantie ein entscheidendes Wettbewerbskriterium für die deutsche Industrie. Die Ergebnisse können dazu beitragen, die Exportchancen zu erhöhen und Risiken für potenzielle Käufer zu minimieren. Werden die Test-Ergebnisse von "SpeedColl" in der Kollektorkonstruktion und Materialauswahl künftig berücksichtigt, ließe sich eine weitere Verbesserung der Haltbarkeit erzielen. Noch bis Frühjahr 2015 wird das Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Bis dahin werden umfangreiche Testergebnisse erwartet.