Welcher Wechselrichter für welches Modul?
Die Frage ist natürlich: Welche der oben genannten Probleme treten bei welcher Modultechnologie auf? Und welcher Wechselrichter ist jeweils die Lösung? Erste Orientierung bietet die folgende Übersicht sowie die Tabelle in Abb. 3.
Kristallines Silizium (auch „c-Si“): Die dicken, verkapselten Zellen erweisen sich chemisch als ziemlich robust und neigen auch in negativen Potenzialen nicht zur Korrosion. Eine Erdung ist in der Regel nicht erforderlich. Durch die beträchtliche Dicke der Module ist auch deren parasitäre Kapazität meist relativ klein. Die meisten kristallinen Module lassen sich daher mit allen Wechselrichtern problemlos betreiben. Allerdings gibt es zwei Ausnahmen von der Regel:
• Einige Zelltypen, vor allem solche mit beiden Polen auf einer Seite, neigen im Betrieb unter positivem Potenzial zu Polarisationseffekten (Problem Nr. 2). Die positive Erdung des Generators löst in der Regel das Problem – die meisten TL-Geräte kommen dafür wie gesagt nicht in Frage.
• Manche Glas-Folie-Module haben eine geerdete metallische Struktur in die Rückseitenfolie eingearbeitet, so dass ihre parasitäre Kapazität unerwartet groß sein kann (Problem 3). Zur Vermeidung von kapazitiven Ableitströmen sollten hier nur Wechselrichter zum Einsatz kommen, die DC-seitig keine nennenswerten Potenzialschwankungen aufweisen (Trafogeräte oder trafolose Wechselrichter mit Quiet-Rail-Topologie).
Dünnschicht-Silizium (a-Si): Zellen auf Basis von amorphem Silizium neigen zu einer Korrosion des TCO, was mit einem dauerhaften Leistungsverlust verbunden ist (Problem Nr. 1). Die Lösung besteht im Einsatz einer negativen Erdung des Generators, wodurch die meisten trafolosen Wechselrichter ausscheiden.
Cadmiumtellurid (CdTe): Ein ähnlicher Zusammenhang wie beim amorphen Silizium wird auch bei Dünnschichtmodulen auf Basis von Kadmiumtellurid vermutet. Auch hier wird eine negative Erdung empfohlen, es sei denn der Hersteller erteilt ausdrücklich eine anderslautende Freigabe.
Kupfer-Indium-Selenid (CIS) bzw. Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS ): Aufgrund des Substrat-Aufbaus sind hier bislang keine TCO-Korrosionen beobachtet worden, in den meisten Fällen kann auf eine Erdung verzichtet werden. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass es gerade bei CIGS-Modulen sehr viele verschiedene Herstellungsprozesse gibt. Im Einzelfall sollte hier eine Empfehlung des Herstellers eingefordert werden.
Flexible Solar-Zellen: Die derzeit am Markt verfügbaren flexiblen Zellen basieren neben CIGS auf amorphem Silizium, das aber im Substrataufbau gefertigt wird und auch keinen Glaskontakt hat. TCO-Korrosionen wurden hier nicht beobachtet, eine Erdung ist nicht erforderlich. Allerdings kann hier die geringe Dicke Probleme machen: Parasitäre Kapazitäten von flexiblen Laminaten können besonders bei direktem Aufbringen auf eine Metalloberfläche oder bei Feuchtigkeit sehr groß sein und daher im Betrieb mit manchen trafolosen Wechselrichtern zu sehr großen Ableitströmen führen (Problem Nr. 3). Um eine unerwünschte Abschaltung zu vermeiden empfiehlt sich der Einsatz eines Wechselrichters, der DC-seitig keine nennenswerten Potenzialschwankungen aufweist (Trafogerät oder trafoloser Wechselrichter mit Quiet-Rail-Topologie).
Mit den am Markt verfügbaren Wechselrichtern lassen sich also nicht nur sämtliche denkbaren Anlagenkonfigurationen realisieren. Auch der Einsatz aller verfügbaren Modultechnologien ist problemlos möglich, sofern der Planer ihre jeweiligen Eigenarten berücksichtigt und beim Wechselrichter die richtige Auswahl trifft. Als weltweiter Marktführer im Bereich der PV-Wechselrichter kann SMA hier für jeden Einsatzzweck das passende Gerät anbieten.