SunPower Solarmodule Zuverlässigkeit, Leistung, Wirkungsgrad 0
Das Herzstück des SunPower Moduls: Die Maxeon TM Solarzelle Die Maxeon TM Zelle hat einen grundlegend anderen Aufbau als herkömmliche Solarzellen: Sie besitzt eine solide Kupferbasis Zellen mit Kupferschicht sind zwar teurer als herkömmliche Solarzellen, dies zahlt sich aber durch die dauerhafte Beständigkeit und die höhere Leistung aus. SunPower ist weltweit der einzige Hersteller, der Zellen mit Kupferschicht baut Alle konventionellen Zellen werden mit Metallpaste beschichtet dieser Vorgang ähnelt dem Siebdruckverfahren zum Bedrucken von T-Shirts SunPower Modul mit Maxeon TM - Zelle Herkömmliches Modul (gleiche Abmessung) Vorderseite Rückseite Vorderseite Rückseite 345W 240W Rückseite Keine Leiter Kupferbeschichtet Dünne Leiter aus Metallpaste Vollflächig mit Metallpaste beschichtet 1
Maxeon TM Solarzellen sind anders Basierend auf einer soliden Kupferschicht DICKE KUPFERSCHICHT ROBUST UND KORROSIONSBESTÄNDIG SUNPOWER MAXEON ZELLTECHNOLOGIE 2
Maxeon TM Solarzellen verglichen mit herkömmlichen Zellen Maxeon TM Solarzelle (Rückseite) Starke Kupferschicht Zugentlastete Kupferschiene verbindet die Zellen untereinander Herkömmliche Solarzellen (Front) Dünne Leiterbahnen aus aufgebackener Metallpaste Aufgelötete Kupferbändchen (verzinnt) Kupferbändchen verbinden die Zellen untereinander 1. Dicke Kupferschicht (verzinnt) ist sehr korrosionsbeständig 2. Keine Lötverbindung entlang der Längsachse der Zelle 3. Die Zellverbinder mit einer Kupferschiene stellen eine robuste Kupfer-auf-Kupfer Lötverbindung dar, zugentlastet und doppelt redundant 4. Solide Kupferschicht auf der Zellrückseite erhält Energieproduktion aufrecht, auch bei Bruch der Siliziumzelle 1. Äußerst dünne Siebdruckleiterbahnen auf der Zellvorderseite sind auf lange Sicht empfindlich gegen Korrosion 2. Hochbelastete Lötverbindungen zwischen langen Kupferleitungsbahnen und Siliziumzelle Tagsüber werden die Module sehr warm und das Kupfer dehnt sich aus, nachts zieht sich das Kupfer der abgekühlten Module zusammen. Die Silizium-Zelle dagegen bleibt starr Diese permanente mechanische Belastung führt im Laufe der Zeit zu Rissen an Zelle und Lötverbindungen 3. Zellverbindung mit Kupferband nicht einfehlersicher 4. Die im Siebdruck aufgetragene Metallpaste hält die Siliziumzelle bei Zellbrüchen nicht zusammen 3
Schwarz = keine Energieerzeugung Gebrochene herkömmliche Zellen im praktischen Einsatz: Herkömmliche Module SunPower Modul Beschädigt wahrscheinlich bei der Installation oder durch wiederholte Temperaturveränderung Beschädigt wahrscheinlich durch mangelhaften Lötvorgang und wiederholte Temperaturveränderung Die Leiterbahnen der linken Seite sind gebrochen. Auch bei einem Zellbruch sind alle Teile des Modules aktiv (keine schwarzen Stellen). Herkömmliche Module fallen üblicherweise durch permanente Temperaturschwankungen aus, die im Lauf der Zeit zu Brüchen der Zellen, der Lötstellen und der Leiterbahnen führen 4
Übliche Defekte herkömmlicher Solarzellen Korrosion Zell- oder Leiterbahnbrüche Anschlusskabel Anschlußdose Zell- oder Leiterbahnbrüche 40.7% Korrosion 45.3% Delamination Anschlußdose Überhitzung von Diode, Leitungen, Klemmen Mechanische Schäden Defekte Bypass-Dioden Wohlgemuth, J. Reliability of PV Systems. Proceedings of SPIE, Aug, 2008. 5
Unabhängige Studien: Niedrigere Degradationsrate Messung der SunPower Degradationsrate durch das National Renewable Energy Lab (NREL) in Colorado (USA) seit Mai 2007: -0.10%/Jahr. Umfangreiche Studien an herkömmlichen Modulen zeigen eine Degradationsrate von ca. -1.0%/Jahr 0.00% -0.25% -0.50% -0.75% -1.00% -1.25% Herkömmlich: -1.0%/J 1 Jordan, Dirk SunPower Test Report, National Renewable Energy Laboratory, Oct 2012 2 Sample, T. Failure modes and degradation rates from field-aged crystalline, Feb 2011 3 Jordan, D. Degradation Rates, National Renewable Energy Laboratory, Jun 2010 4 Suleske, A. Performance Degradation of Grid-Tied Photovoltaic Modules in a Desert Climatic Condition, Nov, 2010. 5 Pulver, S. Measuring Degradation Rates without Irradiance Data Jun, 2010 6 Vazquez, M. Photovoltaic Module Reliability 2008-1.50% Niedrigere Degradation= mehr Energieertrag über die Lebensdauer der PV-Anlage 6
Garantieumtausch nach Inbetriebnahme Maxeon Gen. 2 Jahr Garantieumtausch Ausgeliefert 2006 18,290 2007 83,339 2008 6 275,911 2009 28 819,075 Alle Fälle von Modul- Garantieumtausch nach Inbetriebnahme weltweit für alle Module mit Maxeon-Zellen Gen 2. bis einschl. Juni 2012 2010 77 1,773,540 2011 47 2,372,935 2012-Q2 18 1,138,599 176 6,481,689 27 Tauschfälle pro Million Module SunPower betreibt 800MW herkömmlicher Solarsysteme durch Firmenübernahmen: PV Anlageninstallateure 240MW von 20 Herstellern Durchschnittsalter 7 Jahre 8,700 Tauschfälle/ Million (fast 1%) Europäischer Hersteller 550MW, Qualitätshersteller (gute Zulieferer, automatisierte Fertigung) Durchschnittsalter 4 Jahre 1,800 Tauschfälle/ Million 7
Robustes Maxeon Design ermöglicht SunPower die besten Garantien der Branche zu bieten Durch die Verwendung der Maxeon Solarzellen kann SunPower die zuverlässigen Module mit einmaligen Garantien anbieten - 9.1% garantierte Mehrleistung verglichen mit dem Industriestandard Garantiert niedrigste Degradationsrate: -0.4% pro Jahr 100% 95% 90% 85% 80% SUNPOWER INDUSTRIE STANDARD 87% SUNPOWER STANDARD 75% 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 Jahre Jahre 8
Herkömmliche Garantien Fällt das herkömmliche Modul aus? Ja Existiert der Hersteller noch?? Wie sieht die Garantieleistung aus Herkömmliche Garantien (herstellerabhängig) offerieren z.b.: Einmalzahlung 1 /Watt unter der garantierten Mindestleistung ODER Ein neues oder gebrauchtes Modul der gerade aktuellen Baureihe Abgedeckt 1 SunPower Module Andere Module Kosten für die Demontage mangelhafter Module? Ja Nein Transportkosten? Ja Nein Kosten für die Installation neuer Module? Ja Nein Garantielaufzeit 25 Jahre 10 Jahre SunPower trägt die gesamten Austauschkosten im Garantiefall 9
ENERGIEPRODUJKTION PRO DACH ENERGIEPRODUKTION PRO WATT ENERGIEPRODUKTION PRO WATT Überblick Energieproduktion X-Serie Jährliche Energieproduktion Gleiche kwp-leistung 1 Höhere Leistung bei hoher Temperatur Keine lichtabhängige Degradation 25-jährige Energieproduktion 9% mehr 1. Jahr Gleiche kwp-leistung 2 SUNPOWER 21% MEHR ENERGIE 36% mehr 25. Jahr + Leistungstoleranz Besseres Spektral- und Schwachlichtverhalten HERKÖMMLICH Hochleistungs-AR Glas Jahre Gleiche Modulfeldabmessung 3 75% MEHR ENERGIE 60% mehr 1. Jahr SUNPOWER 100% mehr 25. Jahr HERKÖMMLICH Jahre 10
Bewertung durch unabhängige Prüfinstitute BEW Engineering ist Teil der DNV KEMA Energy & Sustainability, mit mehr als 2300 Experten weltweit. BEW leistet technischen Service an über 10GW PV-Anlagen von Industrie und Energieversorgern Spezialisiert auf Berechnungsmodelle zur Energie-Ertragsprognose Der Bericht beurteilt die 5 Hauptunterschiede von SunPower Modulen. Fazit BEW/DNV Engineering: Abhängig von Klima, Art der Montage (Fix/Tracker), und den exakten Modulabmessungen der Mitbewerber, bewegt sich der Mehrertrag mit SunPower in einem Bereich von 7-9% 1 (Module der E-Serie) 1 BEW Engineering, part of DNV KEMA, SunPower Yield Report, Jan 2013. 11
Verschattungseinfluss geringer als bei herkömmlichen Modulen Unabhängige Studien über den Einfluss von Verschattung bei SunPower Modulen im Vergleich zu herkömmlichen Modulen 1 Alle Strings mit identischer realistischer Teilverschattung: 2 Lüftungsrohre an der Südkante, ein Baum im Osten, 4 Blätter auf den Modulen. Tägliche Energieproduktion jedes Strings wurde mit der Produktion eines identischen, unverschatteten Strings verglichen SunPower Zellen haben eine eingebaute Schutzdiode, daher hat Teilverschattung weniger Einfluss Bei den erwähnten Verschattungen sind: E-Module etwa 2x besser als herkömmliche X-Module etwa 4x besser als herkömmliche 100% 50% SunPower X-Series String Inverter -8% SunPower E-Serie, String Inverter -14% Herkömmliches Modul, String Inverter Herkömmliches Modul Micro-Inverter -29% -28% SunPower Module am String-WR übertreffen selbst herkömmliche Module am Modul-WR 0% 0 Energieertrag verschattet im Vgl. zu unverschattet 1 Donovan, Matthew, et al. SunPower Shading Study, PVEvolution Labs, Jan 2013. 12
Resümee der SunPower Produktvorteile Gleiche Abmessungen Gleiche Energieproduktion in 25 Jahren Gleiche kwp 18-Module Herkömmlich 18-Modul SUNPOWER 26-Module Herkömmlich 18-Module SUNPOWER E-Serie Hat 36% mehr Leistung Erzeugt die gleiche Energiemenge in den ersten 15 Jahren wie eine herkömmliche Anlage in 25 Jahren Liefert 50% mehr Energie im ersten Jahr. Nach 25 Jahren wächst dieser Unterschied auf 80% mehr Energie das ergibt durchschnittlich 60% mehr Energie pro Jahr X-Series Hat 44% mehr Leistung Erzeugt die gleiche Energiemenge in den ersten 14 Jahren wie eine herkömmliche Anlage in 25 Jahren Liefert 60% mehr Energie im ersten Jahr. Nach 25 Jahren wächst dieser Unterschied auf fast 100% mehr Energie das ergibt durchschnittlich 75% mehr Energie pro Jahr E-Serie Module erzeugen durchschnittlich 20% mehr Energie pro kwp und Jahr über die ersten 25 Jahre X-Serie Module erzeugen durchschnittlich 21% mehr Energie pro kwp und Jahr über die ersten 25 Jahre 15-Module SUNPOWER Based on independently proven production, degradation and efficiency: 8%/yr more energy per rated watt E-Series in year 1 9%/yr more energy per rated watt X-Series in year 1-0.25%/yr SunPower degradation vs. -1.0%/yr Herkömmlich 345W X-Series, 327W E-Series, 240W Herkömmlich 13
Was ist der gesamte Kundennutzen einer SunPower Anlage? E-Serie: 20% mehr Energie pro W Leistung bedeutet 20% Mehrwert der Anlage. (Für X-Serie: 21%) Z.B. ein 3.50/W SunPower System 1 erzeugt die Energie zum gleichen Preis wie eine Anlage zu 2.80/W mit herkömmlichen Modulen Mehr Energie auf gleicher Fläche. (Bei E-Serie 60% in den ersten 25 Jahren, bei der X-Serie 75%) Gefühl der Sicherheit Höchste Qualität und Zuverlässigkeit : SunPower Module sind das Beste was man kaufen kann Branchenführende Garantie Starke finanzielle Rückendeckung. Mehrheitsbeteiligung von TOTAL, dem 11.-größten Unternehmen der Welt Bestes Produkt Maßgeschneiderte Lösungen, Service inbegriffen Bestes Aussehen Führende Technologie Beste Performance unter realen Bedingungen, auch teilverschattet 1 Beispielhafte Systemkosten 14
Vielen Dank SunPower Modul, Schmalseitenmontage, widersteht 1125 kg/m² 1,400 kg Auflast Das Glas ist nicht gebrochen 15