TPedge-Module sind randversiegelte Doppelglas-Module mit einer großen Ähnlichkeit zu Isolierglasfenstern. Die Solarzellen werden im gasgefüllten Scheibenzwischenraum mit Hilfe kleiner Klebstoff-Pins befestigt. TPedge verzichtet auf traditionelle Einkapselungsfolien sowie den Modulrahmen und spart daher nicht nur Materialkosten, sondern auch den zeitaufwendigen Laminationsprozess. Im Projekt "TPedge - Entwicklung einer Technologie für randversiegelte Solarmodule" hat das Fraunhofer ISE mit der Firma Bystronic glass Prozesse für die industrielle Herstellung des neuartigen Solarmodulkonzepts entwickelt. "Der Sprung vom Laborprototyp zur industriellen Standardmodulgröße (60-Solarzellen) ist uns erfolgreich gelungen", so Max Mittag, Projektleiter am Fraunhofer ISE.
Das Fraunhofer ISE konnte in seinem PV Module-TEC (Module Technology Center) automatisierte Produktionssysteme für TPedge-Module in Betrieb nehmen und zahlreiche Prototypen mit unterschiedlichem Aufbau herstellen. Die Prozesse für die industrielle Herstellung wurden weiterentwickelt und optimiert. Durch den Einsatz von 2 mm-Dünngläsern konnte außerdem eine Gewichtsreduktion der TPedge-Module um 30 Prozent erreicht werden, verglichen mit der Ausführung in 3 mm-Doppelglas.
Die gemeinsam mit Bystronic glass hergestellten Prototypen wurden umfangreichen Modulprüfungen gemäß IEC 61730/61215 unterzogen. Die Ergebnisse bestätigen die hohe Beständigkeit und technische Reife des Modulkonzepts. Geprüft wurden TPedge-Module unterschiedlichen Aufbaus sowie Glas-Folien-Laminate und Glas-Glas-Laminate als Referenz. Auch die Beständigkeit gegen Hagel und Flächenlast war Gegenstand der Prüfungen.
In der Feuchte-Wärme-Prüfung wurden TPedge-Module mit verschiedenen kommerziellen Solarzellen über 4.000 Stunden einer Temperatur von 85 °C sowie einer relativen Luftfeuchte von 85 Prozent ausgesetzt. Die Module zeigen gegenüber initialen Leistungsmessungen keinerlei Veränderung. Herkömmliche Module (Glas-Folie-Laminate und Glas-Glas-Laminate) hingegen zeigen nach 4.000 Stunden teils erhebliche Degradation.
Unter Verwendung von kommerziellen Befestigungssystemen wurden Prüfungen auf Beständigkeit gegen mechanische Lasten und Hagel am Fraunhofer ISE durchgeführt. Die geprüften Module wurden in unterschiedlichen Montagesituationen bis zu einer Druckbelastung von 5.400 Pa erfolgreich geprüft. Trotz teilweise mehrfacher Wiederholung der Flächenlastprüfung wurde keine Veränderung der Modulleistung gemessen.
Die Beständigkeit des am Fraunhofer ISE entwickelten TPedge-Konzepts gegen Hagelschlag wurde ebenfalls überprüft und dabei auch Module mit 2 mm Glasdicke erfolgreich getestet. Kritische Stellen des Moduls wie zum Beispiel Glaskanten wurden mit 25 mm großen Hagelkörnern beschossen. Die geprüften Module haben die Prüfungen ohne Schäden bestanden und konnten erfolgreich auch in weiteren Prüfungen verwendet werden.
Mit am Fraunhofer ISE entwickelten Modellen zur Berechnung der Cost of Ownership nach dem SEMI-Standard, einer hochpräzisen Zelle-zu-Modul-Leistungsanalyse (CTM), und Messungen des CalLab PV Modules wurden die spezifischen Modulkosten (€/Wp) für TPedge und relevante Konkurrenz-Modultechnologien berechnet. "Die spezifischen Modulkosten des TPedge-Modulkonzepts liegen zirka 2 Prozent unter denen herkömmlicher Glas-Folie-Laminate", so Mittag. Auch gegenüber Glas-Glas-Laminaten reduziert TPedge die Materialkosten.
Das Fraunhofer ISE rüstete bereits die Fassade eines Laborgebäudes mit 70 TPedge-Modulen aus und betreibt diese nun erfolgreich seit über drei Jahren im Feldtest. In weiteren Arbeiten werden vielversprechende Ansätze zur Erhöhung der Modulleistung untersucht und die besondere Eignung des Konzepts für gebäudeintegrierte Photovoltaik genutzt. Eine industrielle Umsetzung mit interessierten Partnern wird angestrebt. Quelle Fraunhofer ISE / pgl