Bachelor-/Master-/Diplomarbeit zum Thema Einfluss von eindringender Feuchtigkeit auf die komplexen Isolationseigenschaften der Einkapselung von PV-Modulen

Die Gruppe Modulprüfung am Fraunhofer ISE verfolgt das Ziel PV-Module und deren Komponenten auf ihre Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit zu prüfen. Ein wichtiger Bestandteil der Gebrauchsdaueranalyse ist die beschleunigte Alterung von PV-Modulen in Klima- und UV-Kammern. Hierbei soll u. a. geprüft werden, ob die Module für bestimmte Alterungsmechanismen empfindlich sind. Die Bestimmung der Auswirkung solcher Belastungsprüfungen erfolgt durch unterschiedliche Charakterisierungstests wie beispielsweise die Messung der el. Leistung und Bestimmung der elektrischen Isolationsfähigkeit des Verkapselungsmaterials.
Eine besonders interessante Modulcharakteristik ist der Isolationswiderstand, der zwischen den el. aktiven Solarzellen und der Moduloberfläche besteht. Dieser Widerstand muss im Betrieb der Module sicherstellen, dass eine Systemspannung von 1000 Volt - 1500 Volt, die zwischen Zellen und Oberfläche anliegen kann, keine Gefahr bei Berührung der Module darstellt. In der Regel werden zur Verkapselung und Isolation der Zellen verschiedene Polymerwerkstoffe sowie Glas verwendet. Da diese Werkstoffe auch dielektrische Eigenschaften haben, bildet sich zwischen den el. aktiven Zellen und der Oberfläche bzw. dem Modulrahmen ein kapazitiver Anteil aus. Dieser Anteil verursacht Leckströme, die je nach Wechselrichtertopologie erheblich sein können.

In einer kürzlich abgeschlossenen Masterarbeit wurden daher Methoden zur Bestimmung des kapazitiven und direkten Isolationswiderstandes der Module untersucht und validiert. Dabei standen die Methodik und die Auswirkungen der Umgebungsbedingungen auf die Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit des Messergebnisses im Vordergrund.
Anknüpfend an diese Vorarbeit soll in der hier ausgeschriebenen Arbeit der Einfluss von langsam in die Polymermaterialien eindringe Feuchtigkeit im Vordergrund stehen.