Ingenieure der University of New South Wales in Australien haben eine globale Karte der UV-Strahlung auf Solarpaneele entwickelt, die erhebliche Unterschiede in der UV-Exposition unter verschiedenen Klima- und Installationssystemen aufzeigt. Die Studie zeigt, dass UV-Strahlung die Lebensdauer von Solarzellen der nächsten Generation um bis zu 10 Jahre verkürzen könnte und dass die bestehenden Industrieteststandards möglicherweise nicht vollständig die realen Bedingungen widerspiegeln.

Das hochpräzise Modell, geleitet von Dr. Shukla Poddar unter der Anleitung von Professor Bram Hoex und Associate Professor Merlinde Kay, mit Beteiligung von Dr. Phillip Hamer und Herrn Shuo Liu, wurde in der Fachzeitschrift „IEEE Journal of Photovoltaics“ veröffentlicht. Die Studie vergleicht erstmals weltweit die UV-Exposition von Systemen mit fester Neigung und solaren Nachführsystemen und bietet einen neuen Ansatz zur Vorhersage der Langzeitleistung von Solarpanelen.

Traditionelle Silizium-Solarzellen nutzen hauptsächlich sichtbares und infrarotes Licht zur Stromerzeugung, während neue, hocheffiziente Technologien wie TOPCon- und Heterojunction-Zellen darauf ausgelegt sind, ein breiteres Spektrum des Sonnenlichts einschließlich ultravioletter Strahlung einzufangen. Diese Verbesserung könnte jedoch unerwartete Risiken mit sich bringen.

Die Studie zeigt, dass in Regionen mit hoher UV-Dosis allein die UV-induzierte Degradation fast ein Viertel der jährlichen Gesamtdegradation von monokristallinen Siliziummodulen ausmachen kann, was die Systemlebensdauer um 7-10 Jahre reduzieren könnte. Das Modell wurde mit hochpräzisen europäischen UV-Messinstrumenten validiert und integriert langfristige Klimadaten. Es ermöglicht die Einbeziehung lokaler atmosphärischer Eingaben wie Wolken, Wasserdampf und Aerosole, um standortspezifische Bewertungen zu ermöglichen.

Eine wichtige Erkenntnis ist, dass Solarpaneele auf Nachführsystemen einer höheren UV-Strahlung ausgesetzt sind als Systeme mit fester Neigung. Dr. Poddar sagt: „Für Ein- oder Zwei-Achsen-Nachführungen ist es noch schlimmer. Sie versuchen ständig, der Sonne zu folgen, um die maximale Menge an Sonnenlicht einzufangen. Das bedeutet, dass sie auch die maximale UV-Strahlung erhalten, was diese Paneele anfälliger und empfindlicher macht.“

In Regionen mit hoher Einstrahlung könnte die UV-bedingte Degradation bei Einachsen-Nachführsystemen etwa 0,35 % pro Jahr erreichen. Dr. Poddar weist darauf hin: „Diese Zahl mag zunächst nicht beeindruckend klingen. Aber wenn man sie über 20 Jahre hochrechnet, summiert sie sich ziemlich schnell.“ Hersteller geben in der Regel eine Gesamtabbaurate von etwa 0,5 % pro Jahr an, aber die Studie legt nahe, dass der Abbau möglicherweise nicht streng linear verläuft und UV-Strahlung einen erheblichen Teil des Gesamtleistungsverlusts ausmachen könnte.

Aktuelle internationale Standards verlangen, dass Solarmodule einem UV-Test entsprechen, der 15 Kilowattstunden pro Quadratmeter entspricht. In Hochstrahlungsumgebungen wie Alice Springs in Australien könnte ein Paneel jedoch in etwas mehr als einem Monat so viel UV-Strahlung erhalten. Dr. Poddar sagt: „Dies unterschätzt erheblich die Menge an UV-Strahlung, der ein Paneel ausgesetzt sein könnte. Daher könnte ein Modul den UV-Test bestehen, aber in der Praxis aufgrund nicht ausreichend strenger Tests schlechter abschneiden.“

Sie fügt hinzu: „Eine zentrale Botschaft unseres Artikels ist, dass die UV-Teststandards verstärkt oder geändert werden müssen. Da neue, hocheffiziente Photovoltaik-Technologien so schnell auf den Markt kommen, müssen wir sicherstellen, dass die Standards die realen Bedingungen widerspiegeln.“ Das Modellierungstool soll Herstellern, Entwicklern und Anlageeigentümern helfen, fundiertere Entscheidungen zu treffen, beispielsweise durch strengere beschleunigte UV-Belastungstests vor der Installation.

Veröffentlichungsdetails: Autoren: University of New South Wales; Titel: „New global model reveals hidden UV risk for next-generation solar panels“; veröffentlicht in: „IEEE Journal of Photovoltaics“ (2026); Zeitschrifteninfo: „IEEE Journal of Photovoltaics“.