Qualitätssicherung im Solarprüfzentrum
Text: Dr. Dunja Beck
Die Prüfung von Qualität, Haltbarkeit, Sicherheit und Effizienz von Photovoltaikmodulen (Solarmodulen zur Stromerzeugung) und solarthermischen Kollektoren und Systemen ist Hauptaufgabe der rund 50 Experten, die im Solarprüfzentrum des TÜV Rheinland in Köln beschäftigt sind. Über die konkrete Produktprüfung hinaus kontrollieren die Fachleute gleichzeitig die Fertigung von Solarmodulen und
-komponenten und begleiten weltweit den Aufbau von Solarkraftwerken für Kunden.
Bereits seit 1995 gehören die technische Prüfung und Zertifizierung von Photovoltaik- und Solarthermie-Produkten zum Leistungsspektrum des TÜV Rheinland. Dank des Mitte 2009 eröffneten neuen Prüflabors konnte die Effektivität der Arbeiten deutlich gesteigert werden. Möglich wurde dies durch die Vergrößerung der Kapazitäten und die erhebliche Erweiterung der technischen Prüfeinrichtungen im Vergleich zum bestehenden Labor. „Dazu kommen optimierte Prozessabläufe“, erklärt Willi Vaaßen, Leiter des Solarprüfzentrums. „So konnten wir eines unserer wichtigsten Ziele erreichen: bei gleichbleibender Qualität und Verlässlichkeit der Prüfungen die Zeitabläufe zu straffen und effizienter zu gestalten.“ Für die Hersteller von Solarmodulen bedeutet das in der Regel eine Halbierung der Prüfzeiten im Vergleich zum vorigen Labor. Ein Beispiel: Die Durchlaufzeiten einer vollständigen Bauartzulassung und Zertifizierung für PV-Module mit kristallinem Silizium nach IEC 61215 betragen rund drei Monate.
Das neue Labor in Köln ist mit 1.800 Quadratmetern dreimal so groß wie das bisherige. Es verfügt unter anderem über sechs Klimakammern, fünf Sonnensimulatoren und zwei Einrichtungen für mechanische Belastungsprüfungen. Zudem stehen den Ingenieuren des TÜV Rheinland zwei Außentesteinrichtungen in Köln (800 Quadratmeter) und Italien (3.000 Quadratmeter) zur Verfügung. Auf diesen befinden sich jeweils sechs Prüfplätze für PV-Modulkennlinien-Messungen und Leistungsprüfplätze für thermische Kollektoren sowie 20 Prüfplätze für Gebrauchstauglichkeitsprüfungen, und neun Prüf- plätze für thermische Systemprüfungen und vier Solartracker. Dabei wird das Leistungsportfolio stetig erweitert: So verfügt der TÜV Rheinland seit Oktober 2009 auch über die Akkreditierung zur Prüfung von Konzentrator-Photovoltaik-Systemen (CPV-Systemen).
Rund 70 Prozent aller Hersteller von Solarmodulen lassen weltweit ihre Produkte beim TÜV Rheinland testen, um internationale Marktzulassungen zu erhalten. Das Unternehmen unterhält sechs Labore zur Prüfung von Solarmodulen und
-systemen, in denen 150 Experten arbeiten. Prüfzentren befinden sich derzeit in Köln, Shanghai, im taiwanischen Taichung sowie zwei in Yokohama; hinzu kommt das Labor von TÜV Rheinland PTL – einem Joint Venture mit der Arizona State University – in Tempe/Arizona. In Indien befindet sich zudem ein weiteres Solar Energy Assessment Center im Aufbau. Mit all diesen Standorten sind die Fachleute des Kölner Prüfzentrums über ein Netzwerk verbunden, sodass Kunden vom Know-how der TÜV-Ingenieure aller Prüfstandorte profitieren. Genau wie von der langjährigen Erfahrung der Experten, die an der Gestaltung international geltender Prüfnormen maßgeblich beteiligt sind.
Die Dienstleistungen des Prüflabors sind entsprechend DIN/EN/ISO/IEC 17025 akkreditiert. Die TÜV Rheinland Group ist als NCB (National Certification Body) und als CTL (Certification Test Laboratory) von dem weltweiten Zertifizierungssystem der IECEE in der Produktkategorie Photovoltaik (PV) gelistet. Für Solar-Keymark-Prüfungen ist die Anerkennung durch DINCerto als Prüflabor erfolgt. Solarkollektoren werden entsprechend der Norm EN 12975 getestet und zertifiziert. Die Struktur zur Zertifizierung von PV- und Solarthermie-Komponenten umfasst neben den Laborprüfungen auch Fertigungsstättenbesichtigungen und Fertigungskontrollen. „Insgesamt erreichen wir dadurch eine bessere und gleichbleibende Produktqualität“, erklärt Willi Vaaßen.
Die Leistung von PV-Modulen wird im Kölner Prüflabor unter Standardtestbedingungen (STC) oder unter definierten Einstrahlungen und den sich einstellenden Modultemperaturen gemessen. Auch die Bestimmung der Jahres-Energieerträge von PV-Modulen ist möglich. Die Erträge werden unter mitteldeutschen Klimabedingungen langzeitig ermittelt. Die Untersuchung anderer Einstrahlungsregionen ist ebenfalls möglich. Zur eigenen Qualitätssicherung oder zum Test von neuen Materialien können zudem einzelne Tests in den Klimakammern unter definierter Beanspruchung durchgeführt werden. Weiter können neben der Hell-Kennlinie auch die Dunkel-Charakteristik von Solarzellen ermittelt und mit Hilfe der Infrarot-Thermografie sich einstellende Hotspots dokumentiert werden.
Im Bereich solarthermischer Systeme ist es möglich, Leistungsprüfungen von Warmwasserspeichern durchzuführen. Auch standardisierte Systeme zur Trinkwassererwärmung sowie kundenspezifisch gefertigte Systeme können geprüft werden. Zusätzliche Dienstleistungen in diesem Bereich sind Frostschutzprüfungen in den Klimakammern, Materialprüfungen in der UV-Kammer, thermographische Untersuchungen mit Infrarot-Kameras, Prüfung der elektrischen Sicherheit von Komponenten sowie EG-Baumusterprüfung nach DGRL.
Im Bereich Photovoltaik bietet das Kölner Solarprüfzentrum Dienstleistungen zur Bauartprüfung und Zertifizierung von (C)PV-Modulen, entwicklungsbegleitende Prüfungen an Prototypen und Komponenten, Leistungscharakterisierung von PV-Modulen, Langzeitbewitterung, Benchmarking von PV-Modulen, Sonnensimulator-Klassifizierung, Qualifizierung von PV-Montagesystemen sowie PV-Anlagenabnahmen an. Darüber hinaus können Prüfungen der Widerstandsfähigkeit von PV-Modulen gegen Ammoniak und Salznebelkorrosion, zum Beispiel für PV-Module, die in Küstennähe oder auf Booten instal- liert werden, durchgeführt werden. Auch Feuerprüfungen können die Fachleute anbieten. Hierbei kann geprüft werden, ob eine „harte Bedachung“ ausreichende Widerstands- fähigkeit gegenüber „Flugfeuer und strahlender Wärme“ aufweist. Auch eine komplette Anlagenabnahme führen die Ingenieure des TÜV Rheinland durch. Willi Vaaßen: „Es werden immer mehr und größere Anlagen verkauft. Oft wird daher eine unabhängige Qualitätsüberwachung verlangt, die die Leistungsbestimmung vor Ort, die Überprüfung der sachgemäßen elektri- schen Installation, der fachmännischen Montage und der Eignung der Komponenten sowie die Projektbegleitung und ein Standortgutachten beinhaltet.“
Dipl.-Ing. Willi Vaaßen
Geschäftsfeldleiter Regenerative Energien
TÜV Rheinland Group
Am Grauen Stein, 51105 Köln
Telefon: +49 221 806 2910
Telefax: +49 221 806 1350
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