(openPR) Wie testet man Photovoltaik-Anlagen (-Module) unter Produktions- oder Laborbedingungen, also ohne echte Sonne?
(Elsoff / Westerwald, Oktober 2025) Solarenergiesysteme wie Photovoltaik sollen jahrzehntelang arbeiten und haltbar sein, oft in rauen Umgebungen und bei minimaler Wartung. Sie erfordern daher nicht nur beständige Materialien, sondern auch Prüfungen, um ihre Lebensdauer testen zu können. Die Prüfung von Photovoltaikmodulen ist wichtig, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Anlage sicherzustellen.
Es gibt verschiedene Methoden zur Prüfung von Photovoltaikmodulen, darunter sogenannte Flash-Tests zur Messung der Leistung unter Standard-Testbedingungen. Weitere Optionen sind Thermografie-Prüfungen, die mit Infrarotbildern durch Defekte oder Schmutz verursachte Hotspots erkennen, sowie messtechnische Kontrollen zur Überprüfung von Spannung und Strom.
Photovoltaik-Module werden etwa in speziellen Prüfkammern „auf Herzen und Nieren“ getestet, vor allem aber hinsichtlich ihres Wirkungsgrades. Dies geschieht vornehmlich mit Flash-Tests. Dieser Test simuliert die Sonneneinstrahlung unter Standard-Testbedingungen (STC) und misst die elektrische Leistung des Moduls. Er wird oft beim Hersteller durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit zu überprüfen.
Wie kommt das Sonnenlicht in die Prüfkammer?
Doch wie ahmt man die natürlichen Bedingungen und das exakte Lichtspektrum der Sonne innerhalb der Prüfkammern nach? Für das Testen von Photovoltaik-Module während der Produktion werden auch Sonnensimulatoren eingesetzt, mit deren Hilfe die natürlichen Bedingungen nachgeahmt werden, etwa konstante Bestrahlung aus einer einzigen Lichtquelle. In modernen Prüfsystemen werden etwa Xenon-Flasher genutzt, die als Sonnensimulator mit stabiler Bestrahlungsstärke über lange Blitzdauern fungieren. Ermöglicht wird das auch durch Sonnensimulationsfilter, die eingebrachtes Licht in das Spektrum des Sonnenlichts „umwandeln“.
Sonnensimulationsfilter erzeugen das Lichtspektrum der Sonne
Bei der Bte Bedampfungstechnik werden aufwendige optische Filter (Interferenzfilter) hergestellt, die das Lichtspektrum der Sonne in PV-Messtechnik-Systemen simulieren. Diese Sonnensimulationsfilter realisieren in Verbindung mit der verwendeten Strahlungsquelle in engen Toleranzen das Spektrum des natürlichen Sonnenlichts. Da der Filter das Standardlichtspektrum ins Sonnenlichtspektrum konvertiert, wird er auch Konversionsfilter genannt.
Zudem kommen in der PV-Messtechnik beschichtete Vorderflächenspiegel zum Einsatz, die große Flächen belichten können. Teilweise werden außerdem dielektrische Kaltlichtspiegel genutzt, um die Wärme im Gesamtsystem bspw. von Prüfkammern zu reduzieren. Sowohl Hersteller als auch Forschungsinstitute setzen angepasste Spiegel und Filter zur Solarsimulation ein. Dabei sind auch Filter mit großen Abmessungen von bis zu 1m² keine Seltenheit.
Inline-Testen von Modulen in Photovoltaik-Produktionslinien
Durch die Sonnensimulationsfilter werden zerstörungsfreie Prüfungen und Inspektionen mit hoher Präzision ermöglicht. Die exakte Abbildung des Sonnenspektrums bzw. spektrale Genauigkeit ist dabei essentiell. Mit Hilfe der Filter können mit verschiedenen Lichtquellen auch im Labor, Prüfzentrum oder der Produktionsstätte natürliche Lichtverhältnisse bzw. Sonnenlicht simuliert werden. Dadurch wird das Testen von Photovoltaik-Modulen und ‑Zellen direkt in Prüfkammern oder sogar innerhalb der Produktionslinie möglich.
Neben PV-Modulen werden auch viele weitere Produkte, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, in Kammern mit Sonnensimulation getestet. Die Bandbreite reicht von Autokomponenten über Bekleidung, Farben und Lacke bis zu Sonnencreme und Brillengestellen. In all diesen Kammer werden optische Filter eingesetzt, die jegliches Licht in „Sonnenlicht“ umwandeln.
Link zur Website: www.bte-born.de
