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Photovoltaik Lebensdauer

Man stellt langsam fest, dass die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage höher ist, als früher vermutet wurde.

Die durchschnittliche Lebensdauer einer PV-Anlage wird mittlerweile mit 20 bis 40 Jahren angegeben. Abhängig ist dies in erster Linie von der Qualität der einzelnen Komponenten. Wie hoch die Lebensdauer einer bestimmten PV-Anlage ausfällt, darüber können auch die Garantien der Hersteller Auskunft geben. Sie liegen meist bei 20 bis 25 Jahren, was darauf schließen lässt, dass die Lebensdauer der PV-Anlage auch mindestens so hoch ist. Dennoch hängt sie von verschiedenen Faktoren ab und auch von der Lebensdauer der einzelnen Komponenten.

Entscheidend sind daher die Qualität von

  • Solarmodulen,
  • Wechselrichter und
  • Montagegestell.

Ebenfalls wird die Lebensdauer der PV-Anlage von Faktoren, wie etwa der fachgerechten Planung und Auslegung, der Ausführung der Installation und der regelmäßigen Wartung und Pflege bestimmt.

Solarzellen können altern

Wie alle Bestandteile einer PV-Anlage können auch die Solarmodule altern. Hierbei ist die Rede von der Leistungsdegradation. Abhängig ist die Alterung der PV-Module unter anderem von der Solarzellentechnik:

Solarzellentechnik Durchschnittliche Lebensdauer
Amorphe Solarzellen Ca. 20 bis 25 Jahre
Kristalline Solarzellen Ca. 30 Jahre

Zu den organischen PV-Modulen, die noch recht neu am Markt sind, gibt es bisher keine Langzeiterfahrungen. Dennoch gehen Experten hier von einer deutlich geringeren Lebensdauer aus. Zwar ist der Wirkungsgrad deutlich höher, allerdings müssen Anlagenbetreiber genau kalkulieren, ob sich dies mit der verkürzten Lebensdauer dann noch rechnet.

Alterung von Solarzellen geht mit Leistungsverlust einher

Die Alterung der Solarzellen geht zudem mit einem Leistungsverlust her. Die meisten Hersteller garantieren eine Leistung von etwa 80 Prozent für die garantierte Lebensdauer. Tatsächlich liegen die Leistungen jedoch oft darüber. Häufig werden nach 20 Jahren Nutzung noch 90 Prozent der ursprünglichen Leistung erreicht. Auch hier lohnt ein Blick auf die Herstellergarantien, die häufig wie folgt lauten:

90 Prozent der Leistung nach 10 Jahren und 80 Prozent der Leistung nach 20 Jahren

Bei geringeren Garantien sollten Verbraucher vorsichtig sein.

Lebensdauer des Wechselrichters einer PV-Anlage

Für die Lebensdauer der PV-Anlage ist auch der Wechselrichter entscheidend. Geschätzt wird hier eine durchschnittliche Lebensdauer von 15 Jahren. Natürlich gibt es Ausnahmen und einige Wechselrichter laufen nach 20 Jahren immer noch wie am ersten Tag. Trotzdem liegt der Durchschnitt darunter. Wer also von einer Lebensdauer der PV-Anlage von 20 Jahren ausgeht, muss den Wechselrichter eventuell mal reparieren oder gar austauschen lassen.

Es gibt jedoch auch beim Wechselrichter verschiedene Faktoren, die die Lebensdauer beeinträchtigen können:

Ein kühler Aufstellungsort des Wechselrichters wirkt sich positiv auf die Lebensdauer aus.
  • Interne Temperaturen fallen zu hoch aus
  • Elektrische Überlastungen treten auf
  • Überspannungen, etwa durch Blitzeinschläge, entstehen
  • Ungünstige Verschaltung der Module

Generell gilt: Je besser die Konfiguration und die Verschaltung der Module, desto höher die Lebensdauer des Wechselrichters. Die üblichen Garantiezeiten für Wechselrichter liegen bei fünf bis zehn Jahren. Teilweise können sie gegen Aufpreis verlängert werden.

Lebensdauer von Batteriespeichern

Mit entscheidend für die Lebensdauer der PV-Anlage sind auch die Batteriespeicher, die eingesetzt werden. Deren Nutzungsdauer wird allerdings meist nicht in Jahren, sondern in Ladezyklen angegeben. Generell lässt sich bei Solarstromspeichern zwischen den

  • Blei-Säure-Batterien und den
  • Lithium-Ionen-Batterien unterscheiden.

Die größten Unterschiede zwischen beiden Varianten zeigt folgende Tabelle auf:

Blei-Säure-Batterien Lithium-Ionen-Batterien
Nutzbare Kapazität: ca. 50 bis 60 Prozent Nutzbare Kapazität: ca. 70 bis 100 % (Achtung: 100 Prozent eher utopisch, Vorsicht bei entsprechenden Versprechungen)
Elektrolyt wird beim Be- und Entladen aufgebraucht Entladungstiefe ca. 90 %
Entladetiefe nimmt im laufenden Betrieb immer weiter ab Ca. 5.000 bis 7.000 Ladezyklen möglich
Ca. 1.500 bis 2.000 Ladezyklen möglich Ca. 200 Ladezyklen/Jahr = Lebensdauer ca. 30 Jahre
Bei neueren Modellen ca. 4.000 Ladezyklen möglich
Ca. 200 Ladezyklen/Jahr = Lebensdauer rund 10 bis 20 Jahre, je nach Modell

Wie hoch ist die Lebensdauer der Montagesysteme und PV-Gestelle?

Auch die Montagesysteme und Gestelle, auf denen die Solarmodule angebracht werden, entscheiden mit über die Lebensdauer. Sie werden heute in der Regel aus Edelstahl oder Aluminium hergestellt, wodurch sich eine hohe Lebensdauer von durchschnittlich 30 Jahren ergibt. Die Garantien, die die Hersteller gewähren, liegen aber im Schnitt bei fünf bis zehn Jahren.

Auch das Montagesystem sollte regelmäßig einer Wartung unterzogen werden.

Für die Installation der PV-Anlage sind entsprechende Kabelverbindungen notwendig. Da diese den Witterungseinflüssen und zahlreichen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, sollten ausschließlich spezielle, UV-beständige Solarkabel zum Einsatz kommen.

Zudem müssen auch Montagesysteme und PV-Gestelle regelmäßig gewartet werden. Auch wenn heute überwiegend korrosionsfreie Materialien verwendet werden, so muss doch der Korrosionsschutz im Laufe der Jahre erneuert oder ausgebessert werden. Zusätzlich sind verschiedene Metallwerkstoffe oft miteinander verarbeitet. Das wiederum kann zu chlorinduzierten Korrosionen führen, wenn etwa die PV-Anlage in der Nähe des Meeres oder im Salzsprühnebelbereich der Straße installiert wurde. Eine regelmäßige Wartung kann daher die Lebensdauer der PV-Gestelle nur positiv beeinflussen.

Planung und Montage wirken sich auf Lebensdauer der PV-Anlage aus

Auch die richtige Planung und Montage können sich auf die Lebensdauer einer PV-Anlage nachhaltig auswirken. Für eine möglichst lange Lebensdauer gelten die Grundregeln:

  • Montage nach dem neuesten Stand der technischen Regeln
  • Beachtung von Statik
  • Beachtung von Blitzschutz

Um die Montagequalität zu garantieren, kann auch ein externer Dienstleister die Inbetriebnahme der Anlage mit begleiten.

Wie wichtig ist die Wartung für die Lebensdauer der PV-Anlage?

Zusätzlich kommt es für eine lange Lebensdauer der PV-Anlage auf die richtige Wartung an. Die VDE-Vorschriften für elektrische Installationen sehen eine Überprüfung und Wartung durch den Fachmann im Abstand von zwei Jahren vor. Ein Monitoringsystem kann die Anlage im laufenden Betrieb überwachen. So werden Schwachstellen oder zu geringe Erträge der Anlage frühzeitig erkannt und es kann ihnen entgegengewirkt werden.

Lebensdauer der PV-Anlage verlängern?

Um die Lebensdauer einer PV-Anlage zu verlängern, gibt es viele Möglichkeiten. Zunächst muss aber klar sein, welche Faktoren die Lebensdauer verkürzen können, um ihnen entgegen zu wirken. Beispiele dafür sind:

  • Vorzeitige Alterung einzelner Werkstoffe von Solarmodulen (Glasabdeckung, Folien auf der Rückseite)
  • Undichte Anschlussdosen
  • Verschmutzungsgrad/Verstopfung der Hinterlüftung
  • Hot Spots
  • Glasbruch
  • Browning bei verwendeten Kunststoffen
  • Fehlerhafte/überalterte Verkabelung

Bei der Verkabelung lässt sich sehr einfach ansetzen, indem spezielle Solarkabel mit doppelter Isolation verwendet werden. Sie müssen den Anforderungen nach PV1-F entsprechen, um eine durchschnittliche Lebensdauer von 25 Jahren zu erreichen.

Undichte Anschlussdosen und vorzeitige Alterung einzelner Werkstoffe lassen sich durch die regelmäßige Wartung frühzeitig erkennen. Dazu gehört auch eine regelmäßige Reinigung der Solarmodule, um Verschmutzungen zu entfernen und so den Wirkungsgrad hoch zu halten.

Seit dem letzten Jahr gibt es zudem das Projekt „SoLifE“, welches mit 535.000 Euro gefördert wird. Es geht darum, die Lebensdauer der Solarmodule durch gezielte Kühlung und Temperaturstabilisierung der Module zu verlängern. Ziel ist es, eine neue Generation von PV-Modulen zu entwickeln, allerdings sind diese bisher noch nicht auf dem Markt.