Laut einer Untersuchung keine relevanten Ausfälle
Die Berner Fachhochschule hat erste Ergebnisse einer Online-Umfrage über die „Time to Failure“ (TTF) bezüglich Haltbarkeit und Leistung von PV-Wechselrichtern und Leistungsoptimierern für Wohngebäude über einen Zeitraum von 15 Jahren veröffentlicht (letztes Datum: 02.03.2023), so Emiliano Bellini auf PV-magazine am 13.02.2023 – nur 34,3 Prozent der Geräte fielen im entsprechenden Zeitraum erstmals aus.
Wechselrichter (und Li-Ionen-Batterien) am Berliner Effizienzhaus Plus – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify
Die Untersuchung umfasst Wechselrichter von Fronius, Huawei, Kostal, SMA, SolarEdge und Sputnik. Die Wissenschaftler weisen jedoch darauf hin, dass die untersuchten Geräte nicht repräsentativ für den heutigen PV-Markt sind, da sie vor vielen Jahren gekauft wurden. „Die ältesten Wechselrichter, die in dieser Studie untersucht wurden, stammen aus den frühen 1990er Jahren“, so die Wissenschaftler. „Ich würde sagen, dass diese Ausfallrate akzeptabel, ja sogar gut ist“, so der Forscher Christof Bucher gegenüber dem pv magazine. „Der Wechselrichter sollte einmal während der Lebensdauer einer PV-Anlage ausgetauscht werden.“
Die Studie umfasst Daten von 1.195 PV-Anlagen mit 2.121 Wechselrichtern und 8.542 Optimierern. Die meisten der in diesen Anlagen verwendeten Wechselrichter hatten eine Leistung zwischen 10 und 15 kVA. „Ein Großteil der Daten wurde mit Hilfe von Personen erhoben, die sich mit der Geschichte von PV-Anlagen gut auskennen“, erklären die Wissenschaftler und fügen hinzu, dass unvollständige und nicht analysierbare Datensätze gelöscht wurden. „Die Umfrage gab den Befragten die Möglichkeit, ihre eigenen Kommentare zu den technischen Daten hinzuzufügen.“
Zur Analyse der TTF verwendete die Forschungsgruppe den Kaplan-Meier-Schätzer, der üblicherweise zur Schätzung der Überlebensfunktion von zensierten, abgeschnittenen oder fehlenden Werten verwendet wird. Die Überlebenskurve zeigt, welcher Prozentsatz der Bevölkerung nach wie vielen Jahren noch am Leben ist. „Der Kaplan-Meier-Schätzer kann an verschiedene Einflussfaktoren angepasst werden, zum Beispiel an das Jahr der Inbetriebnahme, den Wechselrichterhersteller oder das Nennleistungsverhältnis“, erklären die Forscher.
Sie weisen weiter darauf hin, dass die Überlebenskurve berücksichtigt, wie viele Wechselrichter im jeweiligen Betriebsjahr noch unter Beobachtung stehen. Dies könnte helfen abzuschätzen, wann bei einem bestimmten Prozentsatz der Wechselrichter die ersten Ausfälle zu erwarten sind. „Da jedoch für ältere Wechselrichter nur wenige Daten vorliegen, steigt die Unsicherheit der Überlebenskurve mit zunehmender Lebensdauer des Wechselrichters“, so die Wissenschaftler.
Die Studie zeigte, dass mehr als 65 % der Wechselrichter bis zum 15. Betriebsjahr keine ertragsrelevanten Ausfälle hatten. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die TTF hauptsächlich vom Hersteller und vom Standort des Geräts abhängt, wobei Installationen im Freien kürzere TTF-Raten aufweisen. Die Gesamtzuverlässigkeit eines Wechselrichters ist proportional zur Reduzierung der Anzahl der leistungselektronischen Komponenten. Nach Angaben der Wissenschaftler tritt bei Wechselrichtern mit Leistungsoptimierern der erste Ausfall meist früher auf als bei Geräten ohne Optimierer. „Die Wechselrichter und Optimierer in dieser Studie repräsentieren eine große, aber nicht repräsentative Stichprobe von Wechselrichtern und Optimierern, die in PV-Anlagen auf Gebäuden in der Schweiz und in Europa eingesetzt werden“, erklären sie.
Bei der Ankündigung der Studie im Juli wiesen die Forscher darauf hin, dass die Ursachen für Ausfälle und Defekte nicht genau erfasst worden waren. Die Faustformel, dass Wechselrichter etwa 15 Jahre lang störungsfrei arbeiten sollten“, sei durch die Ergebnisse bestätigt worden, hieß es damals.
Das Forschungsprojekt läuft noch bis Ende 2025 und soll auf weitere Systeme ausgedehnt werden.
->Quellen: