Swiss Solar Bifacial Technology

04/07/2021

Swiss Solar baut seine Präsenz auf den internationalen Märkten weiter aus und bestätigt seinen Ruf als zuverlässiger Hersteller und Lieferant von Solarmodulen für kommerzielle, versorgungstechnische und individuelle Projekte. Mit den neuesten Fortschritten in der PV-Technologie entwickelt das Unternehmen eigene Module, um deren Kapazität, Effizienz und Qualität stetig zu steigern.

So konzentriert sich Swiss Solar seit 2020 vollständig auf die Produktion hocheffizienter monokristalliner Solarmodule mit PERC-Technologie.

Im Jahr 2021 hat Swiss Solar die Verwendung der Vollzelle (full cell) aufgegeben. Nun basieren alle Produkte auf der Halbzellentechnologie (half cell). Aus solchen Zellen zusammengesetzte Module zeichnen sich aus durch:

– geringe ohmsche Übertragungsverluste;

– höherer Verschattungswirkungsgrad durch konstruktive Lösungen (Parallelschaltung von Zellstrings im Modul)

– Haltbarkeit: kleinere Zellen sind weniger anfällig für lineare Ausdehnung bei Erwärmung.

Ein weiterer Schritt auf dem Weg zur Verbesserung der Ausgangsprodukte und zur Steigerung ihrer Effizienz war die Einführung der selbstentwickelten bifazialen Module.

Durch die Kombination von PERC-, Halbzellen- und Bifacial-Zelltechnologien haben diese Module in den letzten fünf Jahren ernsthafte Fortschritte bei der Förderung auf den weltweiten PV-Märkten gezeigt. Die stetig sinkenden Kosten für bifaziale Module und somit der erzeugten Energie, tragen einen großen Teil dazu bei. So sanken die Kosten für die Produktion von 1 Wp im Jahr 2019 trotz leichter Schwankungen um durchschnittlich 9,3 % und im Jahr 2020 bereits um 15,4 % und erreichten 0,33 €/Wp. [1]

Was sind nun die Unterschiede zwischen Bifazial- und Standard-Modulen? Welche Vorteile haben bifaziale Module? Und warum plant Swiss Solar, ihre Produktion in naher Zukunft auszubauen und ihren Anteil am Gesamtvolumen auf 30% zu erhöhen?

 

Konstruktion

 

 

Wie aus dem Diagramm in Abb. 1 ersichtlich ist, beginnen die Unterschiede zu den Standard-Modulen mit der Ausführung.

 

Abbildung 1: Standard- und bifaziale Module.

Durch die Verwendung von gehärtetem Glas anstelle einer undurchsichtigen Rückwand kann das Licht nicht nur ungehindert durch das Modul strahlen, sondern nach der Reflexion an der Bodenoberfläche auch zu den Zellen auf der Rückseite des Moduls zurückkehren. Dadurch wird zusätzliche Energie erzeugt und die die Gesamtleistung im Vergleich zu Standardmodulen um bis zu 25 % gesteigert.

 

Hauptmerkmale

 

In der folgenden Tabelle werden das einseitige Modul IBEX-144MHC-EiGER und das bifaziale Modul IBEX-144MHC-EiGER-Bifacial und ihre Design-Eigenschaften verglichen.

 

Hauptmerkmale	IBEX144MHC-EiGER-545	IBEX-144MHC-EiGER-Bifacial 545
Nennleistung	545	545
Zusatzleistung	keine	bis zu 30%
Metallkonstruktion	auf der Erde	Tracker
Zellentyp	188 mm2	188 mm2
Effizienz	21,09%	21,00%
Modulmaße	2279 x 1134 x 35 mm	2285 x 1134 x 35 mm
Gewicht	28,5 kg	31,6 kg

 

Tabelle 1: Hauptmerkmale der monofazialen und bifazialen Module.

 

Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, haben bifaziale Module bei gleicher Leistung einen deutlichen Vorteil gegenüber Standard-Modulen, was sich durch die zusätzliche Stromerzeugung auf der Rückseite des Moduls erklärt.

Zu beachten ist, dass die beste Leistung mit einem einachsigen Tracker erzielt wird, der den ganzen Tag über eine maximale Modul-Beleuchtung bietet. Studien zeigen, dass bei bifazialen Modulen mit einachsigem Nachführsystem der LCOE-Wert am niedrigsten ausfällt und praktisch unabhängig vom geografischen Standort ist. Systeme mit monofazialen Modulen rangieren an zweiter Stelle, wobei der minimale LCOE-Wert bei 87,9 % der Erdoberfläche erreicht wird (gegenüber 93,1 % bei Bifazialen). [2]

Die Installation bifazialer Module auf einer Oberfläche mit maximalem Albedo-Wert (Sand, heller Beton) ermöglicht ebenfalls einen zusätzlichen Leistungsgewinn. Wie die Analyse der Geschäftsberichte von Wood Mackenzie zeigt, ist es dieser Faktor, der die Nachfrage nach diesen Modulen in Ländern wie Ägypten, VAE, Mexiko, Brasilien und Oman seit 2018 erhöht hat.

Das geringfügig höhere Gewicht gegenüber dem Standard-Modul-Gewicht (3,1 kg) verursacht keine Schwierigkeiten beim Betrieb und erfordert keine zusätzlichen Installationskosten.

 

Finanzielle Werte

 

Die Vorteile des Einsatzes bifazialer Modulen werden durch den Vergleich der Finanzkennzahlen deutlich sichtbar. Als Beispiel werden in der folgenden Tabelle die Werte aus einem europäischen Land, Polen, präsentiert.

 

 

 

Kennwert	IBEX144MHC-EiGER-545	IBEX-144MHC-EiGER-Bifacial
Preis	Standard	Standard + 13%
Preis der Installationskonstruktion	Standard	Standard + 78%
Erzeugung jährlich, 100 kW Solaranlage	103501.75 kW h	134552.27 kW h
Einnahmen (in EUR) beim Tarif 0,065 €	6727,61375	8745,89755
Rückflussfrist (in Jahren)	6,5	6,3

 

Tabelle 2: Finanzielle Kennzahlen bei Standard- und Bifacial-Modulen

 

Einfache Berechnungen zeigen, dass trotz des Kostenunterschieds zwischen Standard- und Bifazial-Modulen die Rendite aus der Verwendung von bifazialen Modulen angesichts der außergewöhnlichen (bis zu 25-30 Jahre) Haltbarkeit eine garantierte Kapitalrendite (ROI) bietet.

Die hohen Projektrenditen und die reduzierte Amortisationszeit erklären das gestiegene Marktinteresse an bifazialen Modulen. Bei der derzeitigen Steigerungsrate prognostiziert Wood Mackenzie, dass die installierte Gesamtkapazität das Niveau von 2020 (5,42 GW) um fast das Vierfache, nämlich auf 21 GW, im Jahr 2024 übersteigen wird.

 

Qualität und Garantie

 

Swiss Solar achtet, wie alle bedeutenden Hersteller, mit großer Sorgfalt auf die Qualität seiner Produkte. Die Überwachung der Modulparametern während des Produktionsprozesses und die obligatorische Prüfung des fertigen Produkts schließt aus, dass minderwertige Produkte den Kunden erreichen. Dieser Ansatz hat es dem Unternehmen ermöglicht, die Garantiezeit seiner Module auf bis zu 30 Jahre (Leistungsgarantie) und 20 Jahre (Produktgarantie) zu erweitern. Die gleiche Garantie wird für bifaziale Module gewährt, die bereits in einem frühen Stadium ihres Lebenszyklus das Vertrauen der Kunden durch ihre Zuverlässigkeit und Qualität gewonnen haben.

 

Fazit

 

Die obige Analyse bestätigt die Effizienz der Wahl von Bifazial-Modulen als neue Richtung des Unternehmens und gibt in der Zukunft Gründe für eine bedeutende Erweiterung ihrer Produktion.

 

Links

 

[1] https://www.pv-magazine.com/module-price-index/

[2] https://www.cell.com/joule/pdf/S2542-4351(20)30188-4.pdf