Leistungsstarkes Design für deutsche PV-Module

Das Unternehmen Heckert Solar und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben ein PV-Modul basierend auf M12-Halbzellen mit einem Wirkungsgrad von 20,5 Prozent entwickelt. Das Fraunhofer ISE übernahm dabei die Konzeption, die Vor­entwicklung sowie die Herstellung der ersten Modul­prototypen. Für die Produktion des 400-Watt-Solarmoduls setzte Heckert Solar in seinem Stammwerk gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut eine komplett neu aufgesetzte Fertigungs­linie um. Den Stringer für die Verschaltung der neuen, größeren Solarzellen-Formate entwickelte die Firma Teamtechnik Maschinen und Anlagen. Gefördert wurde die Neuentwicklung durch das Bundes­ministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Forschungs­projekts „KoMoGer - Kompetitive Module Made in Germany“.

„Das gemeinsam entwickelte PV-Modul zeichnet sich durch die Verwendung von M12-Halbzellen mit zwölf Busbars und einer besonderen Anordnung der Solar­zellen in einem Querstring-Design aus“, sagt Christian Reichel, Projektleiter am Fraunhofer ISE. „Die dadurch verringerte mechanische Belastung auf die Solarzellen und Zell­verbinder-Übergänge reduziert die Bruchgefahr der Solarzellen.“ In das Design des PV-Moduls sind auch Ergebnisse der Lebenszyklus­analyse eingeflossen, die das Fraunhofer ISE für verschiedene Modultypen durchgeführt hat. Um einen möglichst kleinen CO₂-Fußabdruck des PV-Moduls zu erreichen, arbeitete das Forschungs­team beispielsweise optimierte Lieferketten im Detail heraus.

Seit Anfang 2023 produziert Heckert Solar das neue PV-Modul nun in Serie. Dafür wurde die Fertigung des Modul­herstellers in Chemnitz erweitert und modernisiert. Herausfordernd war dabei besonders die Verschaltung der Solarzellen: Die neuen, deutlich größeren M12-Zellen erhöhen die Effizienz des Solarmoduls, konnten in bisher gängigen euro­päischen Fertigungs­straßen aber noch nicht verarbeitet werden. Der Anlagenbauer Teamtechnik entwickelte deshalb im Rahmen des Projekts seine Stringer-Anlagen für dieses Format weiter. Der neue flexible Stringer für diverse Zellformate und mit Option für Flachdraht- und Runddraht-Verschaltung ist nun Teil der Chemnitzer Fertigung und auch im Module-TEC des Fraunhofer ISE im Einsatz. „Die Weiterentwicklung von Stringern für die Verschaltung von Solarzellen mit mehr als sechs Busbars, sowie die Draht-Verschaltung von Solarzellen im M12-Format waren ein Meilenstein für uns und tragen dazu bei, dass europäische PV-Fertigungs­anlagen anschluss­fähig bleiben“, sagt Thomas Fischer, Projektleiter bei Teamtechnik.

Gemeinsam mit dem Aufbau eines zusätzlichen Werks in Langen­wetzendorf, Thüringen, konnte die PV-Modul­fertigung bei Heckert Solar 2023 insgesamt um zusätzliche 400 Megawatt pro Jahr erweitert werden. „Einen Teil des Produktions­konzepts für einen möglichst kleinen CO₂-Fußabdruck, das im Projekt erarbeitet wurde, konnten wir bereits umsetzen. So nutzen wir für die Produktion der PV-Module ausschließlich grünen Strom, der zum großen Teil durch die eigenen PV-Anlagen auf dem Werksgelände erzeugt wird. Die Abwärme aus der Produktion heizt Büroräume und Verpackungs­materialien werden weitestgehend wieder­verwendet“, erklärt Ronny Köhler, Leiter Qualitätssicherung bei Heckert Solar. „Aktuell arbeiten wir daran, unsere Zuliefer­ketten noch stärker auf europäische Modul­komponenten und möglichst kurze Transportwege umzustellen.“

Fh.-ISE / JOL