Modulkiller Ammoniak – leben Module mit Prüfsiegel länger?

Spätestens nachdem auch der TÜV Rheinland das Prüfsiegel zur Ammoniakbeständigkeit von Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlichen Gebäuden anbietet, ist das Zertifikat in aller Munde. Dabei spielen noch zahlreiche weitere Faktoren eine Rolle bei der Degeneration von Solaranlagen.

Die Landwirtschaft gilt unter Experten längst als Zugpferd auf dem Photovoltaikmarkt. Im Jahr 2009 wurde der Anteil an Solarstrom-Anlagen auf landwirtschaftlichen Gebäuden auf 20 Prozent der gesamten Verkaufsmenge geschätzt, Tendenz steigend. Kein Wunder also, dass sich immer mehr Landwirte die Frage stellten, ob die angepriesenen Solarmodule tatsächlich das halten, was sie versprechen. Schließlich müssen gerade PV-Anlagen auf Schweine- und Hühnerställen teilweise enormen Belastungen standhalten, denkt man nur an die stark ammoniakhaltige Abluft und die hohe Kondensatbildung. Genau die Faktoren, die der Langlebigkeit von Solarmodulen schaden könnten. Damit ihre Photovoltaikanlage den Landwirten nicht auf Dauer buchstäblich den Atem verschlägt, hat die Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft e.V. (DLG) sich intensive Gedanken zu diesem Thema gemacht. Gemeinsam mit der Schott AG, die mit 50 Jahren Erfahrung in der Solartechnik aufwarten, hatte sie im vergangenen Jahr ein spezielles Testverfahren entwickelt, um Module auf ihre landwirtschaftliche Tauglichkeit hin zu testen. Verständlich, dass es Schott war, die mit den ersten, auf Ammoniakbeständigkeit getesteten Module warben. Nur wenige Monate später trumpfen plötzlich auch andere Modulhersteller mit dem neuen Prüfsiegel auf, denn in den Laboratorien der DLG wird der Ammoniaktest seither als eigenständige Dienstleistung angeboten.

Unterschiede bei den Prüfverfahren

Unter dem Aspekt des harten Konkurrenzkampfes auf dem Photovoltaikmarkt folgen dem Beispiel der DLG zahlreiche Modulhersteller und lassen ihre Module freiwillig testen, um mit dem begehrten Prüfsiegel ein weiteres Qualitätsmerkmal und damit ein aussagekräftiges Verkaufsargument zu generieren. Und auch das Angebot an Ammoniak-Tests für Solarmodule nimmt stetig zu. So hat der TÜV Rheinland, der Spezialist unter den Prüflaboren für die Photovoltaik Industrie, in diesem Jahr ebenfalls ein spezielles Prüfverfahren zur Ammoniak-Beständigkeit von Modulen entwickelt. Keine schlechte Idee, können doch Hersteller, die ihre Module ohnehin beim TÜV zertifizieren lassen, den Ammoniak-Test gleich mit durchführen lassen. Problematisch wird es nur im Hinblick auf die unterschiedlichen Anforderungen, die in den Tests der einzelnen Anbieter zur Anwendung kommen. Im Wesentlichen verfolgen sie dasselbe Ziel, doch die Unterschiede bei den angewendeten Verfahren liegen im Detail. Zwar liegt das Hauptaugenmerk der Tests im Kern bei allen Prüflaboren auf den selben Punkten: Der Konzentration der Ammoniakdämpfe, der Belastungsdauer, den Temperaturen und der vorherrschenden Luftfeuchtigkeit. Bei den Anforderungen, die die getesteten Module aushalten müssen, gibt es jedoch keine Einigkeit unter den Testanbietern. Der TÜV Rheinland setzt in seinen Prüfungen auf ein zyklisches Testverfahren mit extrem hohen Ammoniakbelastungen unter wechselnden Luftfeuchtigkeits- und Temperatureinflüssen. Bei dem DLG Ammoniak Test wird hingegen eine Art Dauerbelastungstest unter konstanten Bedingungen und bei geringerer, obschon relativ hoher, Ammoniakbedampfung durchgeführt. Beide Tests bedienen sich einer extrem hohen Ammoniak-Gaskonzentration von 750 ppm bei der DLG, bis weit über 6.000 ppm beim TÜV, was den Sollwert in der Schweineproduktion von 15 ppm und 20ppm in der Hühnermast schon um ein Vielfaches überschreitet. Auch die Unterschiede in der Luftfeuchtigkeit bei den Prüfverfahren macht die Herangehensweisen schwer auf die realen Bedingungen ummünzbar. Wird beim DLG bei einer konstanten relativen Luftfeuchtigkeit von 70 Prozent geprüft, so liegen die Parameter beim TÜV zwischen 75 und 100 Prozent. In Schweineställen herrschen jedoch häufig zwischen 40 und 60 Prozent, in der Hühnermast geht die relative Luftfeuchte nicht selten bis auf 80 Prozent. Selbst bei den Test-Temperaturen unterscheiden sich die Werte der beiden Prüflabore erheblich voneinander, wobei wohl beide noch nicht das Ideal gefunden haben. Des weiteren bemüht man sich, zumindest beim TÜV Rheinland, um die Einführung einer Norm, welche die Modulhersteller dann freiwillig einhalten können.

So viel zur Theorie! Aber wie sieht es bei Landwirten und Installationsbetrieben tatsächlich aus? Was halten sie von den neuen Prüfverfahren und ist das überhaupt ein Thema, über das man sich „auf dem Lande“ Gedanken macht?

Die Einführung des neuen Prüfsiegels hat es den Landwirten bei der Entscheidung für ein bestimmtes Modul nicht etwa einfacher gemacht. Schon im Vorfeld gibt es über geeignete PV-Anlagen unterschiedliche Faktoren, die für oder gegen eine gewisse Anlagenvariante sprechen. Die Landwirtschaftskammern haben ihre ganz eigenen Ideen zum Thema Modulkauf, weiß Armin Hiltl, Geschäftsführer von Sunsell Solar Consult aus Dormagen. Viele Landwirte richten sich gerne nach den Empfehlungen der Kammern, wenn es um Investitionen geht, man möchte schließlich teure Fehler vermeiden. Heißt es dann, monokristalline Module sind für landwirtschaftliche Gebäude am besten geeignet, wird diesem gutgemeinten Ratschlag gerne nachgegeben – auch, wenn andere Modullösungen im jeweiligen Fall vielleicht wesentlich besser für das geplante Vorhaben geeignet wären. Sei es aufgrund der Dachneigung, wo sinnvoller im Dünnschichtbereich gearbeitet und damit Ertrag und Anschaffungskosten optimiert werden könnten oder in bezug auf die Effektivität. Die Landwirte gehen nach den Empfehlungen, die ihnen als Optimum präsentiert werden. Überlegter wäre es, Vor- und Nachteile, sowie Kosten und Ertrag der unterschiedlichen PV-Ausführungen gegeneinander abzuwägen. Gerade zwischen Dünnschicht- und monokristallinen Modulen gibt es zahlreiche Aspekte zu beachten, einmal unabhängig von der Empfindlichkeit gegenüber NH3 Dämpfen. Kristalline Module haben beispielsweise in den ersten Jahren kaum Degenerationsverluste. Diese beginnen erst nach 10 Jahren, wobei die Leistungsfähigkeit der Module dann stetig abnimmt. Im Dünnschichtbereich hingegen ist schon bei der Installation mit Leistungsverlusten zu rechnen, dafür stagnieren diese nach einer gewissen Zeit und die Leistung bleibt konstant. Es bedarf also nicht unbedingt einer Ammoniakbelastung, um einen Leistungsverlust zu provozieren. Auch die Bauweise und Nutzung der Stallung spielen eine nicht unerhebliche Rolle bei der Haltbarkeit von PV-Anlagen. So ist die Ammoniakbelastung in Warmställen beispielsweise geringer, als in Kaltställen. Grund dafür ist zum einen die Bauweise, da Warmställe in der Regel in sich abgeschlossen sind und schädliche Dämpfe über Abzugskamine in die Atmosphäre verbannt werden. Zum anderen können in Kaltställen durch die vermehrte Luftzirkulation und die fehlende gezielte Ableitung der Gase eher Probleme im Photovoltaikbereich entstehen.
Und überhaupt ist Ammoniak lange nicht der einzige Faktor, der einer Photovoltaikanlage auf einem landwirtschaftlichen Betrieb zusetzen kann. Im Gegensatz zu Solaranlagen auf Wohnhäusern, etwa im Siedlungsbereich, ist bei landwirtschaftlich genutzten Gebäuden alleine durch den konstanten Maschineneinsatz und den Umgang mit Futtermitteln eine erhöhte Belastung durch Staub und Dreck zu verzeichnen. Diese setzen sich auf und in den Bauteilen der Anlage ab und können hier für eventuell entstehende Schäden verantwortlich sein. Das Reinigen der Module mit klarem Wasser sollte im eigenen Interesse einmal im Jahr erfolgen. Überdies sind in bezug auf Schadstoffemissionen PV-Anlagen auf Industriedächern weitaus mehr belastet, als solche auf landwirtschaftlichen Gebäuden – beispielsweise in den Industriezweigen, in denen Weichmacher zum Einsatz kommen, da diese die Verkabelung und Module recht aggressiv angreifen.

Keine Panik im Schadensfall

Alexander Fuchs von der Interstroy Baubetreuung weiß wovon er spricht, wenn es um den Fall des Falls geht. „Der Kunde wendet sich natürlich in erster Linie an denjenigen, der ihm die Module auf das Dach montiert hat – in den meisten Fällen also an die Installationsfirma, nicht an den Modullieferanten.“ Wie bei jedem Schaden wird auch bei einer Schädigung an Bauteilen der Solaranlage zunächst vom Hersteller die Ursache erforscht. „Wurde die Anlage korrekt und ihrem Verwendungszweck entsprechend aufgestellt?“ Das ist es, was die Modulhersteller als erstes wissen möchten, so Fuchs. Hieran wird dann ergründet, welche Garantie letztendlich greift: Die Produktgarantie, die in der Regel zwischen 2 bis 10 Jahren liegt oder die Leistungsgarantie, die sich, je nach Anbieter, zwischen 20 und 25 Jahren bewegt. Oft ist es dann eine Mischung aus beiden Garantien mit einer Portion Kulanz seitens des Modulherstellers. Bei nachgewiesenen Schäden durch Ammoniakausdünstungen an der landwirtschaftlich genutzten Solaranlage spielt das Entgegenkommen des Herstellers überdies eine gewichtige Rolle. Zu hoch ist der Konkurrenzkampf am Photovoltaikmarkt und einen Imageverlust kann und will sich kaum ein Modelhersteller leisten. Auf die Haltbarkeit der Bauteile wird daher großer Wert gelegt. Ein guter Ruf am Markt und damit die entsprechende Einnahmequelle ist schnell verloren, aber nur mit äußerster Mühe wieder aufzupolieren! Generell ist es bei deutschen Produkten, wenn man in diesem Zusammenhang überhaupt von deutschen Produkten sprechen kann, da viele namhafte Hersteller ihre Produktionskapazitäten bereits nach Asien verlegt haben und nur noch in Deutschland ihr Label oder kleinere Bauteile anfügen, kein Problem, Garantieansprüche anzumelden. Die Verantwortlichen sind vor Ort und somit direkt greifbar. „Wer glaubt, in Asien hergestellte Solarmodule würden zum Problem werden, sobald es Schäden gibt, liegt nicht ganz richtig!“ erläutert Fuchs. Die asiatischen Modulhersteller haben bereits auf den deutschen Markt reagiert und sind längst mit Außenstellen in Deutschland vertreten, um eventuelle Regressansprüche direkt abwickeln zu können. Zudem sind ihre Module oftmals qualitativ hochwertiger und zudem günstiger, als Produkte mit deutschem Label. Zum einen sind die Lohnkosten auf dem asiatischen Kontinent verschwindend gering und zum anderen verfügt beispielsweise China über deutlich modernere Produktionsstraßen, als die Hersteller hierzulande. Das ist nicht verwunderlich, denn Deutschland befasst sich seit geraumer Zeit mit der Produktion von Solaranlagen, China ist erst vor wenigen Jahren auf den Produktions-Zug aufgesprungen. Ihre Werke verfügen über die modernste Technik, ausgestattet mit deutschen Maschinen und sind auf dem neuesten Stand. Das Phänomen haben auch deutsche Modulhersteller erkannt, fast 80 Prozent von ihnen lassen bereits in China fertigen.

Spezielle Module für die Landwirtschaft

Dennoch gibt es auch im Photovoltaikbereich Modul-Lösungen, die sich für den Einsatz in der Landwirtschaft weniger gut eignen. Hierzu zählen solche Anlagen, die als dachintegrierte Lösung auf Ställen angedacht sind. Da sie direkt in die Dachhaut integriert werden, sind sie möglichen Ammoniakausdünstungen somit direkter ausgesetzt. Sowohl Module als auch Verkabelung leiden dann unter dem Dauerbeschuss mit Ammoniakdünsten, wobei die Module als anfälligstes Bauteil der Photovoltaikanlage gelten. Bei Aufdachanlagen, im Dünnschichtbereich oder bei aufgeständerten, monokristallinen Solaranlagen dient das Dach hingegen als eine Art Zwischenpuffer, der einen Großteil der Ammoniakgase von den Modulen abhält. Frau Jakobi von der Firma Centrosolar empfiehlt ihren Kunden aus der Landwirtschaft, Photovoltaikanlagen auf landwirtschaftlichen Gebäuden als Aufdach-Anlage zu installieren. „Das wird in den allermeisten Fällen auch so realisiert“, weiß Jakobi. Spart man den Bereich direkt um die Abluftschächte, wo die Ammoniak-Konzentration erhöht ist, bei der Montage aus, so kann man schon hierdurch die Belastung für Module und Co. relativ gering halten. Wird dann noch ein zertifiziertes Modul verwendet, so ist der Landwirt auf der sicheren Seite. Die Idee des Prüfsiegels stellt sich also als sinnvolle Idee heraus. Auch in Zukunft wird die Landwirtschaft eine gewichtige Rolle als Abnehmer von Solarmodulen spielen. So profitieren von dem neuen Siegel nicht nur die Landwirte, die sich im Schadensfall ganz klar auf das Zertifikat berufen können, sondern auch die Modulhersteller. Sie bieten ein weiteres Qualitätsmerkmal für ihre Module an und vermeiden schon im Vorfeld hohe Kosten und eventuelle Imageverluste, wenn sie bei Modulschäden durch Ammoniak an ungeprüften Bauteilen im Schadensfall in die Pflicht genommen werden.

So leben Module länger

-Stallkonstruktion beachten! Kaltställe sind stärker gefährdet, als Warmställe
-Aufdachanlagen sind weniger anfällig, als dachintegrierte Photovoltaikanlagen
-Bereich um Abluftschächte besser aussparen, da hier die Ammoniakkonzentration am höchsten ist
-mit zertifizierten Modulen auf Nummer sicher gehen
-Module einmal im Jahr mit klarem Wasser säubern, das reduziert zudem die Staubbelastung
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