CIS PowerModule von Solar Frontier - Höchste Erträge - auch unter schwierigsten Bedingungen
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CIS PowerModule von Solar Frontier Höchste Erträge – auch unter schwierigsten Bedingungen www.solar-frontier.eu
CIS-Technologie Äußere Faktoren für PV-Erträge
Entwickelt für höchste Erträge. Auf die Bedingungen kommt es an.
CIS Der Photovoltaikmarkt bietet eine breite Vielfalt
an Solarmodulen, die auf sehr unterschiedli-
chen Technologien basieren.
Die wichtigsten Modulgruppen sind:
• Dünnschichtmodule
• Kristalline Module, basierend auf Silizium
•O
•H
rganische Module
IT- und Tandemsolarzellen
Ein wesentlicher Unterschied nicht nur gegen-
über kristallinen Modulen, aber auch gegen-
über anderen Dünnschichttechnologien wie
z.B. Cadmium-Tellurit, ist ihre hohe Umwelt-
verträglichkeit: Die CIS PowerModule von Solar
Frontier sind frei von Cadmium und Blei, bedür-
fen keines besonderen Recycling-Verfahrens
und erfüllen somit die strengen Vorgaben der
RoHS-Richtline (Restriction of Hazardous Sub-
Welche Voraussetzungen müsste eine ideale
Photovoltaik-Anlage haben, um permanent
höchste Erträge zu erwirtschaften?
Könnte man die Voraussetzungen der idealen
Dachanlage aussuchen, so wäre diese nach
Schmutzpartikel liegen in der Luft. Das Wet-
ter sorgt abwechselnd für hohe Temperatu-
stances = Beschränkung der Verwendung ge- Süden ausgerichtet und hätte einen Dachnei- ren, Nebel oder Wolken. Und jeder einzelne
Die Dünnschichttechnologie ist dabei das fährlicher Stoffe). gungswinkel, der zu jeder Jahreszeit optima- dieser Faktoren verringert den Ertrag.
innovativste Segment. Doch auch in diesem le Sonneneinstrahlungswinkel ermöglicht.
Bereich gibt es eine ganze Reihe unterschied- Mehrwert auf der ganzen Linie. Die Umgebung dieser Anlage wäre absolut Die Lösung:
licher Lösungen. Eine davon ist die CIS-Techno- schattenfrei, die Luft stets klar, Verunreinigun- Höchste Erträge – selbst unter
logie. Ihr Name leitet sich ab aus den Elemen- In Summe bieten die Eigenschaften der von gen durch Schmutz, Staub, Nebel oder Smog schwierigsten Bedingungen.
ten Kupfer (C), Indium (I) und Selen (S). Solar Frontier entwickelten CIS-Technologie würden nie auftreten.
eine einzigartige Kombination an Vorteilen – Das Wetter schließlich wäre immer gleich- Mit den CIS PowerModulen von
Überlegene Eigenschaften. sowohl für Dach- als auch für Freiflächen- zeitig sonnig und kalt. Denn neben den oben Solar Frontier.
anlagen: genannten Bedingungen bieten sowohl
Ein entscheidender Vorteil von CIS gegenüber hohe Einstrahlwerte als auch niedrige Tem- Genau hier setzen die Vorteile der CIS-Tech-
konventionellem kristallinem Silizium sind die • Mehr Effizienz & höhere Erträge peraturen die optimalen Voraussetzungen nologie an. Dank ihrer hohen Schattentole-
höheren Erträge pro installiertem Watt Peak – • Mehr Sicherheit für höchste Erträge. ranz und ihrem guten Schwachlichtverhal-
und damit eine größere Ausbeute der Anlage. • Mehr Umweltfreundlichkeit ten liefern die CIS PowerModule von Solar
Ihr Vorteil gegenüber anderen Dünnschicht- • Mehr Ästhetik Insgesamt heißt das: Die ideale PV-Anlage Frontier höchste Erträge auch unter schwie-
modulen (etwa amorphen, mikromorphen wird es in den seltensten Fällen geben. rigen Bedingungen: bei Verschattungen, bei
oder Tandemmodulen) ist ihre höhere Effizienz. Denn die Realität sieht meist ganz anders hohen Temperaturen und bei Schwachlicht.
Organische Module bergen zwar, neben CIS, aus. Dächer sind oft nach Osten bzw. Wes- Und darüber hinaus bieten sie durch den so-
ebenfalls große Potenziale, doch ist diese Tech- ten ausgerichtet. Bäume, Schornsteine oder genannten Light Soaking Effect sogar zusätzli-
nologie aktuell noch Jahre von der Serienpro- Überzeugen Sie sich selbst vom Mehrwert benachbarte Gebäude werfen ihre Schatten. che Ertragseffekte.
duktion entfernt. der CIS PowerModule von Solar Frontier!
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Mehr Effizienz: gutes Schwachlichtverhalten Mehr Effizienz: hohe Schattentoleranz
Effizienz
Effizienz
Höchste Erträge – Höchste Erträge –
auch bei trüben Aussichten. auch wenn es schattig wird.
Morgens, abends, Nebel, Diffuslicht, be- Dank ihrer hohen Schattentoleranz verfü- komplette Modul aus. Bei CIS PowerModulen
wölkter Himmel – selten sind die Einstrahl- gen die CIS-Dünnschichtmodule selbst dann dagegen ist nur der tatsächlich verdeckte
bedingungen der Sonne optimal. Doch ge- über einen hohen Effizienzgrad, wenn Schat- Bereich betroffen. Das Resultat sind höhere
rade bei diesen täglichen Widrigkeiten er- ten auf die Module fällt oder die Oberfläche Erträge selbst bei Schattenwurf.
zeugen die Solar Frontier CIS PowerModule teilweise abgedeckt ist (etwa durch Laub).
dank Ihres guten Schwachlichtverhaltens Der Grund dafür liegt in der unterschiedli- Aus dieser hohe Schattentoleranz ergibt sich
mehr Energie als andere Module. chen Zellstruktur. Die quadratischen Silizi- sogar ein weiterer Vorteil: Auf Freiflächenan-
umzellen im Modul werden in Substrings lagen und industriellen Flachdächern kön-
Aufgrund ihrer breiten Spektralempfind- Das gute Schwachlichtverhalten der geschaltet. Im Gegensatz dazu sind die lan- nen die Modulreihen in geringeren Abstän-
lichkeit, die auf die Lichtenergiedichte der CIS PowerModule bedeutet in der Praxis, gen und sehr schmalen Dünnschichtzellen den montiert werden. So lässt sich auch auf
Sonne optimiert ist, holen Solar Frontier dass sie auch unter Bedingungen, die für in Reihe geschaltet. Wird bei herkömmlichen limitierten Flächen eine höhere Leistungs-
Module mehr Kilowattstunden auch aus kristalline Siliziummodule ungünstig sind, Siliziummodulen ein Teil der Oberfläche ver- ausbeute erzielen.
schwächerem Lichtangebot. Dank der Rot- hohe Erträge generieren. So erzielen sie deckt, fällt nicht nur eine Zelle, sondern das
und Infrarotlicht-Empfindlichkeit erzeugen sogar auf Ost-West-Dächern, Flachdächern
sie bereits in den ersten Morgenstunden oder sogar Norddächern mehr Betriebs-
und bis tief in den Abend hinein Energie, stunden und liefern daher mehr Solarener-
und auch das kurzwellige93 blaue Diffuslicht gie als andere Modultechnologien.
tagsüber können sie besser umsetzen als CIS c-Si
95 90 100
andere Technologien. 95
75
65 50 CIS
Leistung (%)
50
25
0
c-Si
0 20 40 60 80 100
Abb u.: Montagemöglichkeiten für PV Anlagen mit CIS PowerModulen Verschattung (%)
Verschattung Verschattung
c-Si-Module CIS PowerModule
Konstante Energie- c-Si Module produzieren CIS PowerModule produzieren aufgrund der Schat-
auf schrägem im schrägem auf flachem im flachen vor der Kalt-/Warm- Lichtdächer Sonnenschutz produktion trotz bei gleichen Bedingungen tentoleranz ihrer Zellanordnung konstant Energie,
Dach Dach Dach Dach Fassade fassade Verschattung weitaus weniger auch wenn ein Teil der Zellen durch Schatten verdeckt
wird.
Referenz: Blandford, Vereinigtes Königreich Referenz: Bottrop, Deutschland
Herausforderung: trübe Wetterverhältnisse, viel Regen Herausforderung: Teilverschattung ab dem Nachmittag
Installierte Leistung 41,4 kWp Installierte Leistung 42,75 kWp
Jährliche Globalstrahlung 1.091 kWh/m2 Jährliche Globalstrahlung 950 – 1.000 kWh/m2
Jahresdurchschnittstemperatur 10,7 °C Jahresdurchschnittstemperatur 9,6 °C
Jahresniederschlag 786,6 mm Jahresniederschlag 930 mm
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mit freundlicher Genehmigung von SaveEnergy
Mehr Effizienz: hohe Temperaturstabilität Mehr Effizienz: „Light Soaking Effect“
Effizienz
Effizienz
Höchste Erträge – Höchste Erträge – und wie
selbst bei großer Hitze. Sie zusätzlich davon profitieren.
Grundsätzlich nimmt die Leistung von Pho- der Leistung aus, der meist in Prozent pro Grad Stellen Sie sich vor, Sie starten Ihr Auto an die den Elektronenfluß erschwert. Ausgelöst
tovoltaikmodulen mit steigenden Tempera- Kelvin (%/°K) auf dem Datenblatt angegeben einem kalten Wintermorgen. Solange der durch die Photonen des Sonnenlichts setzen
turen ab, was zu Ertragsverlusten führt. Daher wird. Bei einer Außentemperatur von über 30° Motor noch kalt ist, gibt er deutlich weniger sich die ersten Elektronen in Bewegung und
verringert sich in den Sommermonaten oder Celsius können Solarmodule, die stunden- Leistung ab. Sobald er sich aber warmgelau- neutralisieren im Grenzbereich der Schichten
in heißen Gegenden trotz hohen Einstrah- lang der Hitze ausgesetzt sind, Temperaturen fen hat, steigt seine Leistung deutlich. Ganz die anfangs noch existierenden Defektsstel-
lungswerten die Leistung konventioneller von bis zu 70° erreichen. ähnlich verhält es sich mit dem sogenannten len. Dadurch wird die Energiebarriere kleiner,
Technologien merklich. „Light Soaking Effect“ (to soak: durchtränken, der Fluß der nächsten Elektronen erleichtert
Vor allem im Sommer und in heißen Regio- sich vollsaugen). und der Serienwiderstand wird geringer. In-
CIS PowerModule sind weniger temperatur nen ist daher die Temperaturstabilität der CIS folgedessen steigt der Energiefluss an und
abhängig als kristalline Silizium-Module PowerModule ein erheblicher Vorteil, der sich Der Light-Soaking-Effekt ist die Fähigkeit des die Effizienz des Moduls wird erhöht.
und weisen dementsprechend eine höhere in Mehrproduktionen von über 10 Prozent im Moduls, nach etwa 50 Sonnenstunden einige
Temperaturstabilität auf. Dies drückt sich in Vergleich zu kristallinen Modulen ausdrücken Prozente mehr Leistung zu erzeugen als zum Ist die Effizienz eines CIS PowerModuls durch
einem niedrigeren Temperaturkoeffizienten kann. Zeitpunkt seiner Produktion, der durch die das Light-Soaking auf einen höheren Wert
Flashlisten-Werte fixiert ist (die elektrischen angestiegen, so bleibt sie über den gesam-
Kennwerte des PV-Moduls bei Standard-Test- ten Einsatz-Zeitraum stabil –die über die Ein-
bedingungen - quasi dessen Geburtsurkunde). satzjahre auftretende Leistungsverringerung
100
entspricht der natürlichen Degradation von
Die in verschiedenen Arbeitsgängen auf das weniger als 0,5 Prozent pro Jahr.
95 CIS Substrat aufgebrachte CIS-Schicht erhält eine
90 nanometerdünne Pufferschicht. Diese Puffer-
Leistung (%)
85
schicht bildet anfangs eine Energiebarriere,
Abb.: Kleinerer Temperaturkoeffizient bedeutet:
Bestätigt durch:
80 c-Si Fast ein Drittel weniger Energieproduktionsver-
luste bei höheren Temperaturen
25° >> Modultemperatur (C°) >> 70°
z.B. bei 70 °C Modultemperatur:
CIS PowerModul: -13,9 %
c-Si-Module CIS PowerModule
c-Si-Modul (typ.): -20,3 %
Veränderung der
Normierte Maximalleistung
Maximalleistung 1,2
1,10
1,08 1,1
1,06 gemessene Nennleistung
1,04 1,0
Pmax nach „Light Soaking“
1,02
0,9 spezifizierte Leistung
1,00
spezifizierte Leistung
0,98
0 0,5 1,0 1,5 2,0 0,8
0 1 2 3 4 5 6
Referenz: Windhoek, Namibia Kumulierte Sonneneinstrahlung (kWh/m2)
Laufzeit in Jahren
Herausforderung: Hohe Tages- und niedrige Nacht-
temperaturen, konzentrierte Sonneneinstrahlung Abb.: Pmax sinkt um 0.5 %/Jahr (10% in 20 Jahren). In der Summe bleibt die Nennleistung
erhalten. Der „Light Soaking“ Effekt der CIS PowerModule führt zu einer höheren Leistung als in
Installierte Leistung 69,6 kWp unseren Spezifikationen angegeben.
Jährliche Globalstrahlung 2.363 kWh/m2
Jahresdurchschnittstemperatur 19,9 °C
Jahresniederschlag 362 mm
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Mehr Sicherheit Mehr Umweltfreundlichkeit
Sicherheit
Umwelt
Verlässliche Qualität – In jeder Hinsicht:
verlässlicher Partner. nachhaltig.
Solar Frontier bietet Ihnen für Ihre Solaranla- Solar Frontier verfügt zudem über einschlägi- Keine Frage: Die Stromerzeugung mit erneuerbarer Sonnenenergie ist grundsätzlich in
ge doppelte Sicherheit – zum einen hinsicht- ge Erfahrung aus zahlreichen Großprojekten, hohem Maße umweltfreundlich und ressourcenschonend. Doch innerhalb der verschie-
lich des Produkts als auch hinsichtlich des resultiered aus der Zusammenarbeit mit den denen PV-Technologien gibt es erhebliche Unterschiede – besonders hinsichtlich der
Unternehmens. größten EPC´s (Engineering, Procurement, Produktionsweise, des Rohstoffbedarfs und der Verwendung umweltbelastender Stoffe.
Construction) weltweit. Japan, Deutschland,
Die Herstellung der Module erfolgt unter Frankreich, Mexico, Griechenland sind nur ei-
wesentlich strengeren Maßnahmen zur nige der Länder, in denen die Solar Frontier
Solar Frontier setzt hier das Prinzip der Nachhaltigkeit konsequent
Qualitätssicherung als allgemein üblich und Großanlagen Erträge über den Erwartungen
und auf der ganzen Linie um – vom Rohstoffeinsatz über die Herstel-
vorgeschrieben. Zusätzlich zu den standard- produzieren. Von der Expertise in diesem Be-
lung bis zur nahezu abfallfreien Lieferung.
mäßigen Qualitätskontrollen werden sie be- reich profitieren auch unsere Endkunden im
sonderen Belastungs- und Langzeittests un- Privatanlagenbereich. • Verzicht auf Cadmium und Blei: keine • Eine der kürzesten Energierücklauf-
terworfen. Dazu gehört u.a. eine Prüfanlage Verarbeitung umweltbelastender zeiten (EPT) im Markt: Die zur Produk-
zum Härtetest unter Temperaturschwankun- Ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor sind An- Materialien tion eines Moduls benötigte Energie
gen zwischen - 40 und + 80° C. sprechpartner vor Ort: Mit Solar Frontier wird durch den vom Modul gene-
haben Kunden in Europa einen Partner, der • Erfüllung als einer der wenigen rierten Strom in weniger als einem Jahr
Höchste Erträge – größtmögliche sich lokal auskennt und sich vor Ort um Hersteller der strengen RoHS-Richt- zurückgewonnen.
Sicherheit der Investition. deren Belange kümmert. Die europäische linien (Restriction od Hazardous
Substances; Einschränkung der • Verzicht auf Kartonagen und Einsatz
Zentrale ist nicht nur eine Verkaufsnieder-
Verwendung gefährlicher Stoffe) wiederverwendbarer Verpackungen
Höchste Erträge sind bei Solar Frontier lassung, sondern vereint alle wichtigen Funk-
(eigenes Rückabholsystem)
ebenfalls gekoppelt an größtmögliche tionen zur Unterstützung der Kunden wie • Extrem geringer Rohstoffaufwand –
Sicherheit der Investition. Mit Shell und Saudi beispielsweise Kundenservice, Technischer besonders im Vergleich zur Herstel-
Aramco hat Solar Frontier zwei starke Finanz- Support, Marketing und Training. lung von Siliziummodulen *
und Know-how-Partner im Rücken, die über
jahrzentelange Expertise in der Energiebran-
che verfügen und ein langfristiges Engage-
ment im Markt sicherstellen.
* Umweltschonende Produktion durch minimalen Rohstoffbedarf
2,5 MW 2,5 MW
7.500 kg
60 kg
Um CIS PowerModule mit einer Gesamtleistung Zur Produktion von kristallinen Silizium-
von 2,5 MW herzustellen, benötigt Solar Frontier modulen in gleicher Gesamtleistung fällt
gerade einmal 60 kg Rohstoffe. mit 7,5 t die über120-fache Menge an.
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Mehr Ästhetik Solar Frontier
Ästhetik
Noch nie war umweltfreundliche Höchste Erträge – auch unter
Energie so schön. schwierigsten Bedingungen.
Lange Zeit galten PV-Anlagen als vernünftig Die einzigartige Zusammensetzung unserer Weltweit führend auf dem Gebiet der CIS-Technologie.
und clever – aber definitiv nicht als schön. CIS PowerModule sorgt für ihr typisch schwar-
Mit den CIS PowerModulen von Solar Frontier zes -in sehr wenigen Fällen leicht trübes- Solar Frontier ist der weltweit größte und wachstumsstärkste Hersteller von CIS-Dünnschicht-
ändert sich das grundlegend. Die schwarze Aussehen. Dies ist der so genannten Aurora modulen, die sich durch ihre Effizienz, Ertragsstärke und Umwelfreundlichkeit auszeichnen. Als
Oberfläche und der schwarze Rahmen sorgen Effekt. Der Grund dafür liegt in der Verwen- hundertprozentige Tochter der Showa Shell Sekiyu K.K. verfügt das Unternehmen über eine hohe
für eine ästhetisch ansprechende Einbettung dung nicht toxischer Materialien wie Zink an- Finanzkraft – und steht seinen Kunden damit als verlässlicher und langfristiger Partner zur Seite.
der Module in Architektur und Umgebung. stelle des toxischen Cadmiums. Die Modul- Die Mission von Solar Frontier ist die Entwicklung der weltweit wirtschaftlichsten und umwelt-
Mehr noch: In vielen Fällen wertet ihr puris- leistung wird dadurch nicht eingeschränkt. freundlichsten Lösungen im Solarbereich.
tisch klares Design das Gesamtbild des Da-
ches bzw. des gesamten Gebäudes sogar auf. Seit den 1970er Jahren ist Solar Frontier als Pionier auf dem Gebiet der Solarenergie tätig. Heute
verfügt das Unternehmen über eine einzigartige Expertise in Forschung, Entwicklung und Her-
stellung. 2011 nahm Solar Frontier die weltweit größte Fertigungsanlage für CIS PowerModule in
Betrieb. Mit einer Gesamtkapazität im Gigawatt-Bereich der insgesamt drei Werke in Miyazaki ist
Solar Frontier der weltweit führende Anbieter im Bereich der CIS-Dünnschichttechnologie – und
bestens gerüstet für die internationale Nachfrage nach Solarmodulen mit überragender Effizienz
und hoher Ertragsfähigkeit. Neben unserem Hauptsitz in Tokio verfügen wir über regionale Nie-
derlassungen in Deutschland, Saudi-Arabien und in den USA. Insgesamt beschäftigen wir mehr
als 1.500 Mitarbeiter.
Verlässlicher Partner vor Ort: Solar Frontier Europe.
Solar Frontier Europe wurde 2010 in München gegründet, um optimal auf die Bedürfnisse der
Kunden in Europa eingehen zu können. Das Unternehmen ist dabei wesentlich mehr als eine Ver-
triebsniederlassung: Solar Frontier vereint alle Leistungen, um Kunden vor Ort perfekt zu unter-
stützen. Dazu gehören technischer Support, Projektentwicklung, Kundenservice und vieles mehr.
Für weitere Informationen besuchen Sie uns unter:
www.solar-frontier.eu
10 | CIS
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Europa Italien Asien (Hauptsitz) Naher Osten Nord-Südamerika
Solar Frontier K.K.
Solar Frontier Europe GmbH Solar Frontier Europe GmbH Solar Frontier K.K. Technical & Scientific Office Solar Frontier Americas Inc.
Bavariafilmplatz 8 Sede Secondaria per l’Italia Daiba Frontier Building Eastern Cement Tower, #306 2099 Gateway Place, Suite 310
82031 Grünwald bei München Via Domenico Cotugno 49/A scala B 2-3-2 Daiba, Minato-ku King Fahd Road San Jose, CA 95110
Deutschland 70124 Bari Tokio 135-8074 Al Khobar USA
Italien Japan Königreich Saudi Arabien
Tel: +49 89 92 86 142 0 Tel. +39 080 89 66 984 Tel: +81 3 5531 5626 Tel: +966 3882 0260 Tel: +1 408 916 4150
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