Testverfahren für PV-Komponenten
Umweltsimulation als Beitrag zur Qualitätssicherung
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Luftfeuchtigkeit & Salzsprühtest
Luftfeuchtigkeit
Die Testverfahren unter dem Überbegriff »feuchte Wärme bei elektrischem Betrieb« zielen insbesondere auf die Prüfung der Eigenschaften von elektrischen Isoliersystemen ab. Die Tests erfolgen sowohl an kompletten Elektroniksystemen als auch an einzelnen Bauteilen wie Kabeln, Steckverbindern und Dichtungen. »Geprüft werden die Beständigkeit der Isolierstoffe oder die Auswirkungen von Substanzen, die eine elektrochemische Korrosion verursachen,« sagt Lutz Bruderreck. Der Test wird modifiziert in den Parametern Feuchte-Gehalt der Luft, Temperatur und mögliche Wechsel zwischen höherer und niedrigerer Belastung.
Salzsprühtest
Beim Einsatz in küstennahen Gebieten werden die Photovoltaikanlangen mit Salzeinwirkung konfrontiert. Eine Belastung durch Salze entsteht jedoch nicht nur in Zusammenhang mit Meerwasser, sondern auch durch solche Salze, wie sie als Folge des Straßenverkehrs (Streumittel) und als Reaktionsprodukte von Luftschadstoffen auftreten. Die Salzbelastung erfolgt über feinste Partikel (Aerosole), salzhaltiges Regenwasser oder über salzhaltige Luftfeuchte. Daraus resultiert sowohl eine Belastung der elektrischen Komponenten als auch die Beanspruchung der optischen Flächen und des mechanischen Tragwerks.
»Bereits kleine Mengen einer Salzlösung sind in der Lage, elektrisch gut leitfähige Verbindungen herzustellen. Das betrifft Bauteile aus unterschiedlichen Metallen ebenso wie potentialtragende elektrische Komponenten«, erklärt Lutz Bruderreck. Als mögliche Folge nennt er eine elektrochemische Korrosion. Des Weiteren sind die meisten Salze hygroskopisch, also wasseranziehend. Auch nach Trocknung können bei erneuter Feuchteeinwirkung Salzreste wieder aktiviert werden. In der Umweltsimulation werden diese Wirkungsmechanismen in möglichst einfachen Tests nachgestellt. Das führt zu einer Vielzahl von Testmethoden mit den Parametern:
- Salzart (Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid)
- Salzkonzentration
- Temperatur der Salzsole
- Ph-Wert der Salzsole (Sauer oder neutral)
- Wechselbetrieb aus Sprühphasen und Phasen mit Trocknung oder feuchter Wärme
- Gleichzeitiger elektrischer Betrieb der Proben
- Sprühwinkel
Neben der elektrochemischen Korrosion kann ein weiteres Problem auftreten: Salze können auf der lichtdurchlässigen Oberfläche der Module anhaften, wodurch der Solarertrag negativ beeinflusst wird. Vor allem auf zerkratzte Oberflächen haftet das Salz. Um diese Eigenschaft zu testen, ist eine Versuchsdurchführung nach vorangegangener Prüfung auf Kratzfestigkeit der Oberflächen der Gläser wie dem Sand- und Staubtest sinnvoll!
Der Salzsprühtest an PV-Anlagen ist Gegenstand der DIN EN 61701. Daneben gibt es eine Vielzahl an Normen und Standards, die die Prüfung an einzelnen Komponenten beschreiben. Dazu zählen unter anderem ASTM G 85, DIN 50021 oder ISO 11503.
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