Lebensdauer einer Solaranlage: Wie lange hält eine PV-Anlage und welche Garantien gibt es?

Lebensdauer einer Photovoltaikanlage moderner Bauart

Bei einer aktuell produzierten Anlage für Photovoltaik liegt die Lebensdauer in der Regel bei 40 Jahren und darüber. Allerdings ist die jeweilige Lebensdauer der Photovoltaikanlagen stark von verschiedenen Faktoren abhängig.

Dies wird an einem Beispiel deutlicher: In der schwedischen Landeshauptstadt entschloss sich eine Hauseigentümergemeinschaft 1984 dazu, eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach des Brf Den Gyldene Porten in Stockholm installieren zu lassen. Seinerzeit, als Solarmodule noch eine Seltenheit waren, wurden 48 Paneele mit jeweils 44 Watt eines japanischen Herstellers montiert, was eine Leistung von 2,1 kW ergibt.

Die Solarzellen arbeiten nach rund 40 Jahren noch immer einwandfrei. Allerdings musste im Laufe der Jahre der Wechselrichter mehrfach ausgewechselt werden und die Leistung der Module hat messbar nachgelassen.

Seit jeher lange Garantien auf Photovoltaikanlagen

Es ist noch nicht so lange her, dass die ersten Hausbesitzer eine PV-Anlage auf ihren Dächern montieren ließen. Als diese Technologie erstmals zum Kauf angeboten wurde, konnten die herstellenden Unternehmen die Frage nach der tatsächlichen Photovoltaik-Lebensdauer kaum beantworten, weil einfach keine Erfahrungswerte vorlagen.

Klar war aber bereits damals, dass die meisten Komponenten in einer Photovoltaikanlage eine hohe Lebensdauer besitzen, weshalb bereits die ersten PV-Module mit einer Garantie für 20 Jahre ausgestattet waren. Daraus wurden schnell 25 Jahre und gegenwärtig sind selbst 30 Jahre und Gewährleistungen über 40 Jahre keine Seltenheit mehr.

Typbedingte Lebensdauer bei einer PV-Anlage

Die Hersteller gewähren für jede Solaranlage eine Leistungsgarantie, die auch vom Typ der Photovoltaik abhängig ist. Hierbei wird nicht gefragt: Wie lange hält die Solaranlage? Im Fokus steht, ob das Produkt nach 20 Jahren oder 25 Jahren noch immer eine Mindestmenge an elektrischem Strom produzieren kann.

Oftmals erstreckt sich die Garantie auf die Panele der Photovoltaikanlage. Diese Solarmodule sollten 20 Jahre nach ihrer Installation noch immer um 85 Prozent oder mehr an Energie liefern können, verglichen mit ihrem ursprünglichen Nennwert.

Bei einer modernen Solaranlage von hoher Qualität geben einige Hersteller eine Leistungsgarantie von bis zu 90 Prozent nach 25 Jahren. Wird eine regelmäßige Wartung und Pflege durchgeführt, lassen sich diese Werte leicht erreichen.

In diese Garantie sind der Wechselrichter und der Stromspeicher nicht eingeschlossen. Die Garantie für moderne Lithium-Ionen-Batterien liegt mittlerweile bei 20 Jahren. Wechselrichter in einer Anlage von hoher Qualität verfügen zumeist über eine Gewährleistung von 10 Jahren.

Lebensdauer von Photovoltaikanlage, Wechselrichter und Blei-Säure-Batterien

Die Solarzellen selbst besitzen keine beweglichen Teile und werden in der Regel in keiner Weise mechanisch beansprucht. In der Folge ist die Lebensdauer sehr hoch, wobei es hier um die Effizienz der Leistung geht.

Soll heißen: Wenn eine Solarzelle 30 Jahre nach Inbetriebnahme ausgewechselt wird, dann in der Regel nicht, weil sie keinen Strom mehr liefert. Fast immer funktioniert sie, produziert aber nur noch 80 Prozent der Energie, die sie zu Anfang erzeugte.

Degradation bei Solarmodulen

Mit welcher Stärke eine PV-Anlage ihre Leistung verliert, wird in der Degradationsrate ausgedrückt. Die Degradation betrug in den Anfängen der Solaranlagen bis zu 2 Prozent pro Jahr. Schrittweise konnte dieser Leistungsverlust zuerst auf 1 Prozent, später auf 0,5 Prozent gesenkt werden.

No-Name-Produkte weisen noch immer eine Degradation von knapp unter 1 Prozent aus. Namhafte Hersteller können bei ihren PV-Modulen aber mittlerweile mit einer Abbaurate von 0,3 Prozent und weniger aufwarten.

Bei einer PV-Anlage wird die Degradation durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Genau deshalb ist es möglich, dass in zwei identischen PV-Anlagen die Solarmodule eine abweichende Degradation aufweisen, weil die PV-Anlagen unterschiedlichen Orten montiert wurden.

In den ersten 2 Jahren nach der Installation weisen Solaranlagen den größten Leistungsverlust auf, denn dieser liegt dann bei rund 1 bis 2 Prozent pro Jahr. In der Folgezeit reduziert sich die Leistung der Module jährlich um circa 0,55 Prozent - bei Geräten der Spitzenklasse um etwa 0,3 Prozent.

Selbst bei weiteren 0,55 Prozent im Jahr verfügen Solarzellen nach 25 Jahren noch immer über eine Produktionskapazität von um 85 Prozent.

Mit einem PV-Leistungsoptimierer und guter Pflege der Anlage lassen sich Leistungsverluste abmildern.

Was die Degradation und die Lebensdauer von Solarzellen beeinflusst

Es ist eine Reihe von Faktoren, die die Lebensdauer einer Photovoltaikanlage bestimmt und auch die Degradation entscheidend beeinflusst.

• Werden Photovoltaikmodule an den Küsten zur Nord- und Ostsee montiert, kann die stark salzhaltige Luft die oberste Siegelschicht der Module angreifen und eintrüben. In der Folge reagiert das PV-Modul weniger empfindlich auf die UV-Strahlung und produziert deshalb weniger Strom.
• Ist das Montagegestell für die Komponenten der PV-Anlage unzureichend stark ausgelegt, kommt es bei starken Winden und mitunter auch bei Regenfällen zur Verformung der Module in ihrem Rahmen, was die Lebensdauer verkürzen kann.
• Wird für eine PV-Anlage ein zu flaches Montagegestell gewählt, kann es im Hochsommer zur Überhitzung der Module kommen, weil diese unzureichend hinterlüftet sind.
• In Regionen mit Extremwetterlagen muss generell damit gerechnet werden, dass die Photovoltaik-Lebensdauer eingeschränkt ist. Wer beispielsweise an einem Berghang in den bayerischen oder schwäbischen Voralpen wohnt, der sollte bei der Montage der Solarzellen für diese spezielle Schutzmaßnahmen ergreifen.
• Hagel kann eine Solaranlage zerstören oder zumindest beschädigen, wenn die Hagelkörner eine bestimmte Größe überschreiten und eine hohe Aufschlaggeschwindigkeit besitzen. Generell testen die Hersteller ihre Solarmodule auf Hagelschlag und legen diese so aus, dass die Module einen normalen Hagelschauer problemlos überstehen.

Häufige Gründe für den Verlust der Leistung bei Solarmodulen

Registrieren Kunden bereits nach 15 Jahren oder noch früher signifikante Verluste in der Leistung ihrer Anlage, können sie sich auf die Leistungsgarantie der Hersteller berufen und eine Prüfung der Anlage verlangen. Die häufigsten Gründe für eine fehlerhaft oder leistungsreduziert arbeitende PV-Anlage sind:

• Verschleiß durch extreme Temperaturschwankungen
• Sturm und starker Wind
• Schnee und Feuchtigkeit
• UV-Strahlung
• Mangelnde Wartung
• Schlechte Installation
• Überhitzung durch schlechte Belüftung
  

Nutzungsdauer bei Solarmodulen

Die tatsächliche Lebensdauer bei einer Photovoltaikanlage hängt entscheidend davon ab, welche Art Solarzellen verbaut wurden.

Nutzungsdauer beim Wechselrichter

Der Wechselrichter ist das Gerät, das aus dem Batteriespeicher der Solaranlage Gleichstrom bezieht und diesen in netzkonformen Wechselstrom mit 220 Volt und 50 Hz umwandelt. Dieser Spannungswandler ist damit eine der wichtigsten Komponenten in einer Solaranlage.

Gerade bei den Wechselrichtern sind diverse No Name Produkte auf dem Markt, die mitunter mit Vorsicht zu genießen sind. Die Anschaffung eines solchen Billigprodukts kann schnell zu einer Investition werden, die sich als Fehler herausstellt.

Grund dafür ist, dass diese billigen Wechselrichter keinen Wechselstrom mit einer echten Sinuskurve produzieren. Einfache Wechselrichter, auch als Inverter bekannt, erzeugen aus Gleichstrom einen Wechselstrom auf elektronischem Weg. In der Folge weist dieser Wechselstrom keine geschwungene Sinuskurve auf, sondern eine Spannung, die am Bildschirm eines Oszilloskops in einem Rechteckprofil angezeigt wird.

Einer Glühbirne und dem Wasserkocher oder dem Bügeleisen ist es egal, ob der Solarstrom sinusförmig oder rechteckig ist. Auch die Ladegeräte von Mobiltelefonen oder Laptops haben mit der Spannung aus einem Inverter zumeist kein Problem. Fast alle elektronischen Geräte mögen den Inverterstrom nicht. MP3-Player und Radios geben meist ein unzufriedenes Brummen von sich. Navigationsgeräte, Computer, Ozongeneratoren oder medizinische Apparate arbeiten fehlerhaft und teilweise tragen sie schwere elektronische Schäden davon.

Lebensdauer für Spannungswandler

Faustregel bei den Wechselrichtern ist, dass diese nach spätestens 15 Jahren auszuwechseln sind. Es ist demnach üblich, wenn in der über 40-jährigen Nutzungsdauer einer Solaranlage der Spannungswandler mindestens zweimal ausgetauscht wird.

Lebensdauer der Batteriespeicher

Die Lebensdauer der Stromspeicher hängt maßgeblich davon ab, welche Art Batteriespeicher genutzt und wie stark dieser belastet wird. Wird eine Batterie beinahe täglich entladen und wieder aufgeladen und es wird möglicherweise sogar häufig der Punkt der Tiefenentladung erreicht, ist die Lebensdauer bei einem solchen Stromspeicher verkürzt.

Eine moderne PV-Anlage wird zumeist mit einer Lithium-Ionen-Batterie kombiniert. Diese LiFePO4 Stromspeicher sind frei von Schwermetallen und sind weder mit einer Säure noch einer anderen Flüssigkeit gefüllt.

Während bei einer Blei-Säure-Batterie lediglich etwa 30 Prozent der Kapazität nutzbar ist, bietet ein LiFePO4 Akku nahezu 100 Prozent, weshalb dieser Stromspeicher vorzugsweise in Elektroautos verbaut wird. Zudem sind bei diesem Batterietyp inzwischen 30 Jahre Lebensdauer beinahe Standard.

FAQ - Wie lange hält eine PV-Anlage - die häufigsten Fragen zur Lebensdauer von Solaranlagen

Welche Lebensdauer hat eine moderne Photovoltaikanlage?

Insbesondere wenn eine regelmäßige Wartung und Pflege durchgeführt wird, liegt die Lebensdauer für Solarmodule von hoher Qualität inzwischen bei 30 Jahren und mehr.

Welche Tipps zur Planung eines Solarsystems betreffen die Lebensdauer der Anlage?

Bei der Planung zur Anschaffung eines Solarsystems ist der klimatische Standort in Deutschland zu berücksichtigen.

In Orten mit hohen Temperaturschwankungen, extremem Frost, großer Hitze oder regelmäßigen Stürmen kann sich die Lebensdauer für die Solarmodule deutlich reduzieren, auch wenn eine regelmäßige Wartung durchgeführt wird.

Kann mit einer fachkundigen Wartung die Lebensdauer einer Solaranlage verlängert werden?

Auf jeden Fall, denn nur bei einer regelmäßigen Wartung durch geschultes Personal lassen sich Fehler und Defekte rechtzeitig erkennen.

So ist es beispielsweise mehrfach vorgekommen, dass nach rund 20 Jahren das Montagegestell nachgegeben hat oder angebrochen war. Wird eine solche Beschädigung rechtzeitig beseitigt, wirkt sich dies positiv auf die Lebensdauer der Solaranlage aus.

Warum haben der Spannungswandler und die Batterie unterschiedliche Gewährleistungen?

Der Wechselrichter ist eine der teuersten Komponenten in einem Solarsystem und zudem ein Gerät, das einer hohen Belastung unterliegt. In der Folge ist es zumeist der Spannungswandler, der zuerst ausgetauscht werden muss.

Die modernen LiFePO4 Akkus, die üblicherweise Bestandteil in einem Solarsystem sind, besitzen eine höhere Lebensdauer. Die Hersteller bieten für jede Kategorie in einer Solaranlage eine individuell bemessene Gewährleistung, weil die Einzelkomponenten eine unterschiedliche Lebensdauer aufweisen.

Welche Solarzelle hat die längste Lebensdauer?

Diesbezüglich sind sich die Experten einig, denn monokristalline Solarmodule liegen in der Kategorie Lebenserwartung klar auf dem 1. Platz. Darauf folgen auf dem 2. Platz die polykristallinen Module.

Wie häufig ist eine Wartung der Photovoltaik Module notwendig?

Generell sollten Photovoltaikanlagen mindestens einmal jährlich inspiziert und eventuell neu eingestellt werden. Außer der Reihe wird eine Inspektion fällig, wenn die Anzeige der Anlage eine sinkende Stromproduktion zeigt.

Darüber hinaus ist es ratsam, die Photovoltaik Komponenten immer dann zu warten, wenn ein heftiger Sturm getobt hat, ein kräftiger Hagelschauer vom Himmel fiel oder wenn andere extreme Wetterphänomene zu verzeichnen waren, beispielsweise heftige Temperaturschwankungen.