Der Größenstreit ist längst beendet, wieso werden Photovoltaik-Panels trotzdem immer größer?
In letzter Zeit sorgen sogenannte „Fischzucht-Module“ in der Photovoltaik-Branche für rege Diskussionen. Die Bezeichnung „Fischzucht-Modul“ bezieht sich auf Photovoltaik-Paneele, die nach einiger Betriebsdauer in der Mitte absinken und Vertiefungen bilden, sodass sich nach Regenfällen so viel Wasser ansammelt, dass man darin sogar Fische züchten könnte.
Die Gefahren von „Fischzucht-Modulen“ liegen auf der Hand: Sie senken nicht nur die tatsächliche Stromerzeugung, sondern erhöhen auch das Risiko von verdeckten Rissen im Modul, können sogar zum Platzen des Glases führen und Brände verursachen.
Das Auftreten von „Fischzucht-Modulen“ geht hauptsächlich auf überdimensionierte Modulbauformen zurück. Bei gleicher Montageart neigen übergroße Module aufgrund ihres hohen Eigengewichts und begrenzter Belastbarkeit leicht zu starken Vertiefungen in der Mittelposition. Das Vorkommen solcher Module lässt die Branche die Zuverlässigkeit großformatiger Photovoltaik-Module erneut in Frage stellen.
Tatsächlich begleitet der Trend zur Vergrößerung der Photovoltaik-Modulabmessungen die Entwicklung der gesamten Branche seit langem, und die Debatte über die angemessene Größe von Photovoltaik-Modulen dauert bereits viele Jahre an. Bis zum Juli 2023 erzielten neun führende Modulhersteller wie Longi Green Energy (SH: 601012), JinkoSolar (SH: 688223), JA Solar (SZ: 002459) und Trina Solar (SH: 688599) einen Konsens, die standardisierte Modulgröße auf 2382 mm × 1134 mm festzulegen. Zu diesem Zeitpunkt ging die Branche allgemein davon aus, dass der Streit um die Modulgrößen damit beendet sei.
Drei Jahre später hat der damals vereinbarte „Goldstandard für Modulgrößen“ den Markt jedoch nicht einheitlich geprägt. Bis heute sind noch übergroße Module mit einer Größe von 2384 mm × 1303 mm und einer Fläche von 3,1 Quadratmetern weit verbreitet, was dazu führt, dass problematische Modultypen wie die „Fischzucht-Module“ unaufhörlich auftauchen.
Warum also zirkulieren übergroße Module noch immer auf dem Markt? Wie lassen sich die Sicherheitsrisiken kontrollieren, die von übergroßen Modulen ausgehen?
Übergroße Module tauchen nach wie vor unaufhörlich auf
Die Gestaltung der Abmessungen von Photovoltaik-Modulen ist äußerst komplex: Es müssen nicht nur die Größen der Siliziumwafer berücksichtigt werden, sondern auch eine ganze Reihe weiterer Faktoren wie die Kapazitätsausstattung der Glasproduktion, die Abmessungen von Seecontainern und die Einfachheit der Montage. Außerdem treten bei größeren Modulen leichter Probleme wie selbstzerbrechendes Glas oder eingerissene Rahmen auf, was die Zuverlässigkeit von Kraftwerken beeinträchtigt.
Die Modulgröße ist eines der Themen mit den größten Meinungsverschiedenheiten und der längsten Debattenzeit in der Photovoltaik-Branche. Lange Zeit bildeten sich die beiden Lager der „182er“ und „210er“ Größen heraus. Erst im Juli 2023 einigten sich die neun führenden Unternehmen darauf, den „Goldstandard“ auf 2382 mm × 1134 mm festzulegen. Diese Größe berücksichtigt die Unterschiede zwischen den beiden Lagern der „182er“ und „210er“ und ermöglicht gleichzeitig die maximale Ausnutzung des Laderaums von Seecontainern.
In der Regel steht die Größe eines Photovoltaik-Moduls in direktem Verhältnis zu seiner Leistung. Gleichzeitig kann eine Vergrößerung der Abmessungen auch die BOS-Kosten des Systems senken. Obwohl der „Goldstandard“ für Photovoltaik-Module festgelegt wurde, entstehen unter dem Druck der Leistungssteigerung und der Kostensenkung nach wie vor unzählige übergroße Module mit sehr unterschiedlichen Spezifikationen.
Die Sicherheitsrisiken übergroßer Module dürfen jedoch nicht vernachlässigt werden. Neben den bereits erwähnten „Fischzucht-Modulen“ gibt es auch sogenannte „Drachen-Module“, deren Rahmen bei starkem Wind wie Taifunen leicht einreißen und dann wie Drachen in die Luft geweht werden; „zerbrechliche Module“, die während des Transports stark verbogen werden, was die Montageschwierigkeiten und die Bruchrate erheblich steigert; sowie „Brandmodule“ mit einem Stromanstieg von über 15 %, bei denen nach Inbetriebnahme des Kraftwerks häufig Fehler an den Anschlussdosen auftreten. Noch schwerwiegender ist, dass Hotspots bei solchen Modulen leicht zum Verbrennen der Anschlussdosen und zur Karbonisierung von Materialien führen und Brände verursachen können …
Ein Branchenexperte hat dem Portal *China Energy Net* eine Reihe von Daten zur Verfügung gestellt, die zeigen, dass übergroße Module im Vergleich zu Standardmodulen der Größe 2382 mm × 1134 mm deutlich höhere Sicherheitsrisiken aufweisen: Die Verformung ist 1 bis 3 Mal höher, die dynamische Belastung beträgt nur 10 % der des Standardmoduls, die ungleichmäßige Schneelast und die Grenzbelastung sinken um 30 %, und die Montagebruchrate steigt um ein Mehrfaches.
Was sind die Gründe für das Durcheinander bei großformatigen Modulen?
Die Steigerung der Leistung und die Senkung der Kosten sind an sich nichts Verwerfliches. Einige Unternehmen opfern jedoch die Produktqualität, missachten langfristige Zuverlässigkeitsrisiken und vergrößern blind die Modulgrößen, um eine scheinbare Leistungssteigerung zu erzielen. Die tieferliegenden Gründe dafür verdienen eine gründliche Untersuchung.
Erstens wird die Innovation in der Branche immer schwieriger. Führende Unternehmen der Branche brechen nacheinander die Weltrekorde für den Wirkungsgrad von Solarzellen, und die fachlichen Hürden werden immer höher. Dank der Bemühungen chinesischer Photovoltaik-Unternehmen nähert sich der Wirkungsgrad von einkristallinen Silizium-Solarzellen zunehmend dem theoretischen Grenzwert von 29,43 % (S-Q-Grenze), sodass es immer schwieriger wird, den Wirkungsgrad weiter zu steigern. Da der Wirkungsgrad kaum zu erhöhen ist, suchen einige Modulhersteller nach anderen Wegen, die „Stromerzeugungskapazität zu steigern“ – und die einfachste „Innovation“ besteht darin, die Fläche des Photovoltaik-Moduls zu vergrößern, um Leistung durch mehr Fläche zu gewinnen.
Ein weiterer, noch zentralerer Grund ist die extreme Kostensenkung im Zuge des harten Wettbewerbs in der Branche. Ab der zweiten Jahreshälfte 2023 ist die Photovoltaik-Branche in einen Abwärtszyklus eingetreten. Die meisten Photovoltaik-Unternehmen stecken in großen Schwierigkeiten: Schlechte Nachrichten folgen aufeinander, Marktpreise stürzen ein, Gewinne gehen verloren, Produktionskapazitäten werden stillgelegt, Verschuldung steigt sprunghaft an, Cashflows brechen zusammen, Mitarbeiter werden entlassen oder Gehälter gekürzt, Unternehmen gehen in Konkurs oder werden umstrukturiert … Nach drei Jahren hat sich die Situation noch immer nicht grundlegend verbessert. Unter dem Druck des Betriebs versuchen einige Unternehmen, die Produktionskosten von Modulen zu senken, indem sie bei unveränderten anderen Materialien blind die Modulgröße vergrößern, um eine scheinbare Leistungssteigerung zu erzielen. Auf diese Weise verteilen sie die BOM-Kosten auf eine höhere Leistung, opfern die Qualität und die Sicherheitseigenschaften der Produkte und verschärfen den bösartigen Wettbewerb in der Branche weiter.
Großflächige Zerstörung von Photovoltaik-Modulen nach einem Sturm der Stufe 13 in einer Region im Nordwesten Chinas
Neben dem Produktionsbereich kommt es auch in den nachgelagerten Anwendungsbereichen dazu, dass die „Wirtschaftlichkeit“ auf Kosten der „Sicherheit“ verfolgt wird. Nach dem Marktumfeld sind übergroße Module vor allem im verteilten Mietmarkt weit verbreitet, und ihre Größen nehmen unbegrenzt weiter zu. Zahlreiche „Fischzucht-Module“ und „Drachen-Module“ überschwemmen den Markt. Durch die Vergrößerung der Fläche jedes einzelnen Moduls wird die Anzahl der zu montierenden Module verringert, sodass die Mietzahlungen an Landwirte und Nutzer sowie die Kosten für Montagearbeiter gesenkt und die Gewinne gesteigert werden – die Zuverlässigkeitsrisiken werden dabei auf die Gebäudeeigentümer und die Betreiber der nachgelagerten Kraftwerke abgewälzt. Auch große Kraftwerke in einigen preissensitiven Regionen setzen zur Bewältigung von kurzfristigen Investitions- und Ertragsproblemen zunehmend übergroße Module ein. Vor dem Hintergrund der häufigen extremen Wetterereignisse sind Fälle von zerbrochenen übergroßen Modulen, eingerissenen Rahmen und eingedellten, verformten Modulen keine Seltenheit mehr.
Wie lässt sich das „unmögliche Dreieck“ ausgleichen?
Tatsächlich führt die Vergrößerung der Photovoltaik-Module dazu, dass problematische Modultypen wie „Fischzucht-Module“, „Drachen-Module“ und „zerbrechliche Module“ unaufhörlich auftauchen. Letztendlich handelt es sich um das unlösbare Problem des „unmöglichen Dreiecks“ aus Wirkungsgrad, Kosten und Qualität. Die „innovative“ Vorgehensweise einiger Unternehmen, Leistung durch mehr Fläche zu gewinnen, scheint die Stromerzeugungskapazität zu steigern und die Kosten zu senken – in Wirklichkeit geht dies aber auf Kosten der Qualität.
Kurzfristig ermöglichen übergroße Module den Kunden tatsächlich ein spürbares „Gewinnvorteil“. Dies ist jedoch nur eine Täuschung: Photovoltaik-Module müssen mindestens 25 Jahre betrieben werden. Mit der Zeit treten die Probleme der mangelnden Zuverlässigkeit übergroßer Module zutage. Über den gesamten Lebenszyklus der Photovoltaik-Anlage betrachtet, werden die Eigentümer am Ende doch die Nachteile davon tragen.
Wie lassen sich also die Beziehungen zwischen Wirkungsgrad, Kosten und Qualität ausgleichen? Wie soll man sich entscheiden, wenn die drei Faktoren miteinander in Konflikt geraten? Tatsächlich haben die nationalen Richtlinien bereits eine klare Antwort darauf gegeben.
Am 2. Juli wurden drei verbindliche nationale Normen für den Energieverbrauch und die Energieeffizienz von Photovoltaik-Produkten offiziell genehmigt und veröffentlicht, die am 1. Januar nächsten Jahres in Kraft treten werden. Darin ist die Norm *Grenzwerte und Effizienzklassen für den Energieverbrauch von kristallinen Silizium-Photovoltaik-Modulen und Wechselrichtern* enthalten, die den Modulwirkungsgrad, die geringe Degradation und die Hochtemperaturleistung in die umfassende Bewertung einbezieht und Unternehmen dazu anleitet, von der Strategie des „Größermachens“ zur Strategie des „Verfeinerns“ überzugehen.
Diese Norm legt keine „Richtwerte“ für die Modulleistung fest, sondern konzentriert sich auf die Verbesserung des Wirkungsgrads und anderer Zuverlässigkeitsindikatoren. Aus dieser Perspektive werden übergroße Module, die die Leistung ausschließlich durch Vergrößerung der Fläche steigern, allmählich aus dem Markt ausscheiden.
Darüber hinaus haben die Nationale Verwaltung für Marktregulierung und das Nationale Normungsamt kürzlich offiziell die Norm GB 47739-2026 *Sicherheitsanforderungen für Photovoltaik-Module* veröffentlicht, die verbindliche Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit von Modulen, die Rahmenfestigkeit und die elektrische Sicherheit stellt.
Diese politischen Richtlinien senden ein klares und unnachgiebiges Signal aus: Photovoltaik-Produkte brauchen hohe Stromerzeugungskapazität und niedrige Kosten, aber Qualität und Sicherheit sind die unumgängliche Grundvoraussetzung. Eine Vergrößerung der Modulabmessungen auf Kosten von Qualität und Sicherheit ist die „falsche Antwort“ für die Entwicklung der Branche. Die verbindlichen Anforderungen der politischen Dokumente werden dazu beitragen, dass übergroße Module rasch aus dem Markt verschwinden.
Nachdem die Politik die Grenzen festgelegt hat, muss die Branche jedoch noch eine grundlegende Frage beantworten: Wofür konkurrieren wir eigentlich?
Wenn es darum geht, wer auf gleicher Fläche mehr Sonnenlicht einfangen kann, ist das Technik. Wenn es darum geht, wer die Rahmen länger ziehen kann, um höhere Zahlen zu erreichen, ist das bloße Arithmetik. Dass die chinesische Photovoltaik-Branche von der Nachahmung zur Spitzenposition aufgestiegen ist, verdankt sie den bahnbrechenden Fortschritten beim Wirkungsgrad von Solarzellen und den generationellen Innovationen bei Materialien und Verfahren – niemals aber einem technikfreien Arithmetikspiel wie „die Module größer machen“. Wenn der „Fortschritt“ eines Moduls keine Innovation bei Materialien, Struktur oder Verfahren mehr erfordert, sondern nur eine Erhöhung der Kantenlänge um einige Zentimeter, ist diese Art von „Innovation“ bereits die größte Verhöhnung des eigentlichen Innovationsgedankens.
Photovoltaik-Module müssen mindestens 25 Jahre betrieben werden. In diesen 25 Jahren werden Taifune sich daran erinnern, wer bei der Herstellung gespart hat, Schneefälle werden sich daran erinnern, wer die Belastbarkeit falsch angegeben hat, und die Zeit wird sich daran erinnern, wer die Risiken hinter den Leistungsangaben verborgen hat.
Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Offiziellen Konto „China Energy Net“, Autor: Han Li, Redakteur: Jiang Bo, veröffentlicht mit Genehmigung von 36Kr.