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Optische Leistung: Wie Solarglas dabei hilft, mehr Licht einzufangen, um ein leistungsfähigeres Solarmodul zu erzielen
Eisenarmes Glas ermöglicht eine Sichtlichtdurchlässigkeit von >91 %
Standardglas blockiert aufgrund seines hohen Eisengehalts 10 % des einfallenden Sonnenlichts. Dies stellt einen Verlust dar, der angesichts der photovoltaischen Effizienz des Moduls nicht eintreten sollte. Solarmodul-Glas eliminiert dieses „Tote Gewicht“ durch ultrareine, eisenarme Zusammensetzungen mit einem Eisengehalt von weniger als 0,01 %. Dadurch wird eine Lichtdurchlässigkeit im sichtbaren Spektralbereich von über 91 % erreicht, sodass Photonen effizienter im Silizium absorbiert werden können und Verluste durch Absorption geringer ausfallen. Dies wird durch hochreinen Quarz und eine präzise kontrollierte Schmelzprozessführung erreicht. Diese optische Klarheit ist die Grundlage für eine Maximierung des Energieertrags.
Reflexionsbeschichtungen verringern den Anteil des Lichts, das in die umgebende Atmosphäre reflektiert wird, von 4 % auf weniger als 2 %.
Selbst bei optisch reinem Glas beträgt die Reflexion etwa 4 % des Lichts an der Luft-Glas-Grenzfläche. Um dies zu mindern, verwenden Hersteller nanoskalige entspiegelnde (AR-)Beschichtungen, die im Vakuum aufgebracht werden. Diese Beschichtungen sind so konzipiert, dass der Verlust an Brechung im für die Photovoltaik wichtigsten Spektralbereich von 300–1200 µm auf weniger als 2 % reduziert wird. Diese Beschichtung führt im Vergleich zu unbeschichtetem Glas zu einer jährlichen Steigerung der Energieerzeugung um 2,5–3 %. Dadurch wird das Solarmodulglas nicht nur zu einer passiven, sondern auch zu einer optisch aktiven Komponente.
Obwohl gehärtetes Glas seine Vorteile bietet, ist das entscheidende Konstruktionselement bei Glas und Rückseiten von Solarmodulen genau dieses gehärtete Glas.
Solarmodule müssen den Umwelteinflüssen standhalten, und gehärtetes Glas muss eine viermal höhere Schlagfestigkeit als Standardglas aufweisen, was mittels einer schnellen und gleichmäßigen extremen Erhitzungs- und Abkühlungsmethode erreicht wird. Insgesamt verleiht dies Solarmodulen mit gehärtetem Glas eine hohe Schlagfestigkeit für extreme Umgebungen. Noch wichtiger ist, dass gehärtetes Glas als Sicherheitsschutz fungiert: Bei Versagen zerbricht das Glas in kleine, filmbildende Granulate, wodurch das Verletzungsrisiko verringert und ein vollständiger Systemausfall verhindert wird.
Gewinkeltes und gehärtetes Glas erfüllt die Anforderungen an strukturelle Integrität und wurde für eine höhere Glasfestigkeit zertifiziert. Wind, Schnee sowie Temperaturwechsel von Frost bis zu extremen Temperaturen führen bei veralteten Glasklassen zum Verlust der strukturellen Integrität der Zellen.
Das Glas muss hailresistent sein, da gehärtetes Glas eine zwingende Voraussetzung darstellt. Das Glas wird nach der Hagel-Einwirkungs-Methode IEC 61215:2016 getestet, bei der 25 Eisbälle (Durchmesser 25 mm, Geschwindigkeit 23 m/s) verwendet werden, um die Widerstandsfähigkeit des Glases gegenüber extremen Wetterbedingungen zu prüfen. Ohne diese strukturelle Integrität ist das Glas anfällig für Risse, Feuchtigkeitseintritt und elektrischen Ausfall als System. Alle Module, die auf Extremwetterbeständigkeit geprüft wurden, garantieren, dass es sich bei dem verwendeten Glas um gehärtetes Sicherheitsglas handelt, das über Jahre hinweg zuverlässig funktioniert.
Langfristige Umweltbeständigkeit: UV-Stabilität, Feuchtigkeitsbeständigkeit und thermische Belastbarkeit
Feuchtehitte-Zuverlässigkeit: keine Delamination nach 10.000 Stunden bei 85 °C / 85 % rel. Luftfeuchtigkeit
Gemäß IEC 61215 widersteht Premium-Solarglas 10.000 Stunden bei 85 Grad Celsius und 85 % rel. Luftfeuchtigkeit – ein Test, der 25 Jahre tropischer Bedingungen simuliert. Geräte, die diesen Test bestehen, weisen keinerlei Delaminierung von Glas und Verbundfolie auf, was auf die starke Haftung und die vernetzte Polymerchemie zurückzuführen ist, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgleicht. Dadurch wird die feuchteinduzierte Korrosion der Metallisierung und der Rückseitenfolien der Zellen begrenzt und somit direkt zu einem durchschnittlichen jährlichen Leistungsverlust von < 0,5 % beigetragen – selbst unter hochgradig feuchten Küstenbedingungen.
UV-Filterung: > 99 % der schädlichen UV-B-/UV-C-Strahlung sowie Erhaltung der spektralen Antwort der Siliziumzelle
Das PV-Qualitätsglas als Kapselung verfügt über einen selektiven UV-Filter, der mehr als 99 % der schädlichen Wellenlängen im Bereich von 280 bis 400 nm blockiert. Dadurch wird die Vergilbung von EVA, die Versprödung von Silikon-Dichtungsmasse und der Zerfall der AR-Beschichtung verhindert, während gleichzeitig 92 % des nutzbaren sichtbaren Lichts durchgelassen werden. Am wichtigsten ist, dass die spektrale Empfindlichkeit auf den Bereich von 350 bis 1150 nm abgestimmt ist – dies fällt zufälligerweise mit dem Bereich der maximalen Empfindlichkeit von Silizium zusammen, was eine maximale Energieumwandlung und minimale nachteilige Effekte bedeutet. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Alterung von PV-Modulen um 8 bis 12 Jahre verbessert hat und nach 25 Jahren noch mehr als 80 % der anfänglichen Pmax-Leistung erhalten bleibt.
Reinheit des Materials und Herstellungsstandards: Was macht Glas zu ‚PV-Qualität‘?
PV-Glas der Qualitätsstufe kombiniert optische, mechanische und umweltbedingte Faktoren. Das Ultra-Niedereisen-Glas (< 0,02 %) wird aus Quarzsand mit einem SiO₂-Gehalt von über 99,5 % hergestellt und mittels Flotations- und Säureauslaugverfahren auf eine Lichtdurchlässigkeit von > 91 % gebracht. Eine präzise Mikrometer-Genauigkeit wird durch Kontaminationsschutz und automatisierte optische Prüfung während der Floatglas-Herstellung erreicht. Das Glas ist gemäß IEC 61215:2016 zertifiziert und hat thermische Zyklus-, Feuchtheiz- sowie mechanische Belastungsprüfungen bestanden, um nachzuweisen, dass es über 25+ Jahre hinweg strukturell intakt bleibt und in der realen Anwendung über diesen Zeitraum hinweg optisch einwandfrei funktioniert.
Häufig gestellte Fragen
Wie verbessert Solarpanel-Glas mit niedrigem Eisengehalt die Lichtdurchlässigkeit?
Ein geringerer Eisengehalt ermöglicht den Durchtritt von nahezu 91 % des Lichts; durch Senkung des Eisengehalts auf unter 0,01 % wird eine maximale Absorption der Photonenenergie in den Siliziumzellen erreicht.
Welche Rolle spielen entspiegelnde Beschichtungen bei Solarpanel-Glas?
Beschichtungen reflektieren weniger als 2 % des Lichts, wodurch die jährliche Energieerzeugung um mehr als 2 % steigt und das Glas vollständig als optische Komponente fungieren kann, anstatt Energie passiv zu absorbieren.
Warum ist gehärtetes Glas für Solarmodule unverzichtbar?
Glas ist für Solarmodule unverzichtbar, da gehärtetes Glas mindestens viermal schlagfester ist und so Sicherheit und Integrität gewährleistet – im Bruchfall zerfällt es in stumpfe, kleine Körner.
Was gewährleistet die Haltbarkeit des Solarmodul-Glases unter extremen Bedingungen?
Das Glas für Solarmodule wird u. a. auf schnellen Hagel-Einschlag und feuchte Hitze geprüft, um Delaminierung auszuschließen und die Leistungsfähigkeit auch bei extremen Wetterwechseln zu bewahren.
Was zeichnet PV-Glas für Solarmodule aus?
PV-Glas zeichnet sich durch einen ultraniedrigen Eisengehalt, hochpräzise Fertigung sowie die Erfüllung der IEC-Normen hinsichtlich optischer Qualität, mechanischer Robustheit und Umweltbeständigkeit aus.