Bedeutung der Elektrolumineszenz

Die Elektrolumineszenz (EL)-Analyse ist eine schnelle, präzise und zerstörungsfreie Prüfmethode, die zur Untersuchung von Photovoltaikmodulen (PV-Modulen) mit kristallinen Zellen eingesetzt wird. Sie ermöglicht es, Herstellungsfehler, Transport- & Hagelschäden und Montagefehler die zu Leistungsverlusten führen frühzeitig zu identifizieren.

Wie funktioniert Elektrolumineszenz?

• Die PV-Module werden im Dunkeln rückwärts bestromt.
• Die Siliziumzellen senden dabei im Nahinfrarotbereich ein Leuchten (elektromagnetische Strahlung im Infraroten Bereich) aus. Ähnlich einer LED, jedoch ist dieses Lichtspektrum für das menschliche Auge nicht direkt sichtbar.
• Eine spezielle NIR-Kamera oder eine umgebaute Kamera nimmt diese Strahlung auf und erstellt eine Aufnahme, auch Thermogramm genannt. Hieraus kann der PV-Sachverständige Ergebnisse ableiten.

Sachverständige nutzen die EL-Prüfung für detaillierte Analysen im Rahmen der Qualitätskontrolle, Schadensbewertung und Gutachtenerstellung für PV-Anlagen.

Ist die Elektrolumineszenz ein Standard in der Photovoltaik?

Ja, die Elektrolumineszenz ist seit Jahren ein Standard in der industriellen Qualitätskontrolle der PV-Modulhersteller.

Wird solch eine Messung vom Errichter oder Betreiber der Anlage benötigt, ist diese separat zu beauftragen. Diese gehört nicht zu den Standardmessverfahren, die vor Ort durch den Installationsbetrieb durchgeführt werden. Zudem ist dies auch nicht normativ gefordert. Investoren und Versicherungen schreiben die Elektrolumineszenz-Bewertung jedoch bei größeren Projekten manchmal vor.

Bei der Elektrolumineszenz kommt es auf das richtige Know-how und die entsprechende Ausrüstung an, um sichere Ergebnisse zu erhalten.

Anwendung der Elektrolumineszenz in der PV-Prüfung

A) Erkennung von Zell- und Modulschäden

Elektrolumineszenz hilft bei der Früherkennung von Schäden, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind:

• Mikrorisse (Microcracks) in den Solarzellen → Können langfristig zu Leistungsverlusten führen.
• Inaktive Zellbereiche (Defekte Busbars oder Kontakte) → Reduzieren den Wirkungsgrad des Moduls.
• Delamination und Feuchtigkeitsschäden → Beschleunigen die Alterung des Moduls.

Vorteil: Schäden werden frühzeitig erkannt und können behoben werden, bevor Ertragsverluste oder Sicherheitsrisiken entstehen.

B) Qualitätskontrolle von PV-Anlagen

Elektrolumineszenz eignet sich für die Überprüfung von PV-Modulen vor und nach der Installation:

• Schaltungs- und Installationsfehler z.B. Verpolung beim Steckertausch → Minderleistung der Anlage durch künstliche Verkürzung des Strings.
• Kontrolle der Bypass-Dioden auf Funktion → Probleme bei Teilverschattung, Leistungsverlust.
• Prüfung nach Transport  → Kontrolle auf Transportschäden.

Vorteil: Sachverständige können beurteilen, ob Mängel bereits vor der Installation vorhanden waren oder erst durch unsachgemäße Montage entstanden sind.

C) Schadensbewertung nach Unwettern

Nach Sturm, Hagel oder Blitzschlag kann die Elektrolumineszenz-Prüfung helfen, versteckte Schäden zu identifizieren:

• Unsichtbare Brüche in der Zellen durch Hagelschlag → Können langfristig zu Hotspots und Leistungsverlusten führen.
• Blitzschlag oder Überspannung → Zellschäden oder defekte Bypass-Dioden erkennen.
• Mechanische Belastung durch Schnee oder Wind → Strukturelle Schäden aufdecken.

Vorteil: Dokumentation für Versicherungen und Garantieansprüche.

D) Leistungsbewertung und Langzeitanalyse

Die Elektrolumineszenz erlaubt die Langzeitüberwachung von PV-Anlagen zur Optimierung der Leistung:

• Identifikation von alterungsbedingten Effekten (z. B. Zellermüdung, Risswachstum).
• Ermittlung von Ertragsverlusten durch Modulfehler.
• Vergleich zwischen verschiedenen Betriebsjahren zur Bewertung der Degradation.

Vorteil: Betreiber können frühzeitig Maßnahmen zur Leistungssteigerung ergreifen.

Vorteile der Elektrolumineszenz

• Zerstörungsfreie Prüfung → Keine Demontage der Module erforderlich.
• Erkennung unsichtbarer Schäden → Frühzeitige Diagnose von Mikrorissen und Zellfehlern.
• Präzise und objektive Analyse → Höhere Genauigkeit als herkömmliche Inspektionsmethoden.
• Wissenschaftlich belegbare Ergebnisse → Ideal für Gutachten und Versicherungsfälle.
• Effektive Qualitätskontrolle → Sicherstellung der Modulqualität vor und nach der Installation.

Die Elektrolumineszenz ist eine unverzichtbare Methode für Sachverständige in der PV-Prüfung. Sie ermöglicht eine hochpräzise Analyse von Modulfehlern, die mit anderen Methoden nicht erkennbar sind. Damit trägt sie maßgeblich zur Optimierung von Photovoltaikanlagen, zur Schadensanalyse und zur langfristigen Ertragsmaximierung bei.