Mit der Einführung der »Performance Ratio« und der Darstellung von Ertragsverläufen wird es künftig noch leichter sein, die Testergebnisse aus der Ertragsmessung miteinander zu vergleichen. Die Performance Ratio gibt dabei die Menge des tatsächlich produzierten Solarstroms eines Moduls im Verhältnis zum theoretisch möglichen Stromertrag an. Dabei wird neben der gemessenen solaren Einstrahlung zusätzlich der von uns ermittelte STC-Wirkungsgrad und das Verhalten bei unterschiedlichen Einstrahlungsverhältnissen berücksichtigt.

 
Das Performance-Ratio-Siegel beinhaltet alle relevanten Informationen zum Ergebnis unserer Messung und zum getesteten Modul. Zusätzlich werden noch zwei Diagramme abgebildet, die Informationen über das Schwachlichtverhalten und den Ertragsverlauf im vergangenen Messzeitraum beinhalten sowie Angaben zum Temperaturkoeffizienten jedes Moduls. Im Folgenden werden die Grafiken im Detail erklärt.

Performance Ratio

1) Platz
Alle Solarmodule, die 2011 ein volles Messjahr absolviert haben (also seit Anfang Januar 2011 im Test waren), erhalten eine Platzierung aufgrund ihres Performance-Ratio-Wertes. Viele Module im Test liegen bezüglich der Performance Ratio oft dicht beieinander. Durch minimale Messunsicherheiten kann es daher zu Platzvertauschungen kommen. Auch Wetterveränderungen (warmer/kalter Sommer, sonniger/schattiger Winter) haben Einfluss auf die Platzierung. Ein Modul auf dem ersten Platz ist aber mit Sicherheit besser als eines auf den hinteren Plätzen.

2) Hersteller und Modultyp
Die Firma, die einen Modultyp in den Handel bringt, also entweder der Hersteller selbst oder ein Unternehmen, das die Module im Auftrag fertigen lässt und unter der angegebenen Modultypbezeichnung vertreibt.

3) Ertragsmessung 2011
Gibt das Jahr der Messkampagne an.

4) Farbbalken
Dargestellt werden Werte von 70 bis 100 Prozent Performance Ratio. Zwei senkrechte weiße Linien geben die Position des schwächsten und des stärksten Moduls im Test an. Die jeweiligen Zahlenwerte dieser Module stehen neben den Linien. Ein schwarzes Dreieck zeigt die Position des gemessenen Solarmoduls innerhalb der Gesamtheit der gemessenen Module an. Je weiter rechts die Markierung, desto besser das Modul.

5) Anzahl Module im Test
Gibt an, wie viele Module im Testfeld im Jahr der Messkampagne ein vollständiges Testjahr absolviert haben. Dieser Wert dient zum Einschätzen des Wertes einer Platzierung.

6) Performance Ratio
Die Performance Ratio (PR) gibt an, welchen tatsächlichen Ertrag ein Modul erbracht hat im Verhältnis zum theoretisch möglichen Ertrag dieses Moduls:

Der tatsächlich erbrachte Ertrag ist die Energie in Kilowattstunden, die das Modul im Laufe des gesamten Jahres generiert hat.
Der theoretisch mögliche Ertrag ergibt sich aus der summierten Einstrahlung (der Energiemenge, die über das Jahr von der Sonne auf das Modul einstrahlt) und der Überlegung, wie viel elektrische Energie das Modul daraus generieren könnte, wenn immerzu konstante Normbedingungen herrschen würden (25°C Zelltemperatur, 1.000 W/m² Einstrahlung, Normspektrum AM1.5). Dieser Ertrag errechnet sich aus

Der Modulwirkungsgrad ist definiert als

wobei STC-Bedingungen vorausgesetzt sind, das heißt, die Einstrahlungsleistung pro Fläche ist mit 1 kW/m² festgelegt. Damit gilt für den Wirkungsgrad

Für den theoretisch möglichen Ertrag erhält man damit:

Der theoretisch mögliche Ertrag ergibt sich somit aus der Multiplikation der summierten Einstrahlung pro Fläche mit der STC-Leistung des Moduls, geteilt durch die STC-Einstrahlung von 1 kW/m². Die Modulfläche trägt zur Berechnung nicht bei, da sie im Zähler und im Nenner des Bruchs auftaucht und somit durch Kürzen wegfällt:
 

mit  ISonne = Jahressumme der Solareinstrahlung pro m²
      PSTC = Modulleistung unter STC-Bedingungen
      ISTC = STC-Einstrahlung, 1kW/m²

Wenn man den tatsächlich erbrachten Ertrag eines Moduls mit Ereal bezeichnet, kann man die Performance Ratio also berechnen nach der Formel

Falls tatsächlich immer STC-Bedingungen herrschen würden, wäre die Performance Ratio jedes Moduls 100 Prozent. In der Realität ist dies aber nicht der Fall, nicht nur eingestrahlte Leistung und Temperatur ändern sich, sondern auch das Spektrum des einfallenden Sonnenlichts selbst ist zeitlichen Veränderungen unterworfen. Die Performance Ratio gibt letztlich Aufschluss darüber, wie gut ein Modul sich unter den realen Bedingungen verhält. Es kommt also für jedes Modul darauf an, wie wenig der Wirkungsgrad bei schwächeren Einstrahlungen als 1.000 W/m² schlechter wird, wie gut der Temperaturkoeffizient und wie gleichmäßig die spektrale Empfindlichkeit über alle Wellenlängenbereiche ist. Andererseits verändern sich die Umgebungsbedingungen im jahreszeitlichen Verlauf, und sie sind stark abhängig vom Standort des Moduls. Somit gelten die hier angegebenen Performance-Ratio-Werte auch nur für den Standort Aachen. Für die Auswertung wurde eine Jahreseinstrahlung von 1.267 kWh/m² zugrunde gelegt. An anderen Standorten mit abweichenden Umgebungsbedingungen würden sich andere Werte ergeben, und auch die Platzierung der Module würde sich verändern.
 

Leistungsdiagramme und Temperaturkoeffizient

Die linke Kurve zeigt das Schwachlichtverhalten des Moduls. Auf der horizontalen Achse ist die eingestrahlte Leistung im Bereich zwischen 100 W/m² und 1.000 W/m² aufgetragen, auf der vertikalen Achse der Modulwirkungsgrad bei der jeweiligen Einstrahlung, bezogen auf den Wirkungsgrad bei Normeinstrahlung von 1.000 W/m². Letzterer definiert somit die 100-Prozent-Marke. Messwerte wurden genommen bei Einstrahlungen von 100, 200, 400, 700 und 1.000 W/m². Je flacher diese Kurve verläuft, desto besser ist das Schwachlichtverhalten des Moduls, das heißt desto weniger empfindlich reagiert das Modul auf Unterschiede in der Einstrahlungsintensität. Ein Modul mit einer flacheren Kurve wird also zu Anfang des Jahres und zum Jahresende eher überdurchschnittliche Erträge liefern.
Die Monatsangabe unter der Kurve gibt an, wann die Schwachlichtmessung durchgeführt wurde.

Die rechte Kurve zeigt den Ertrag eines Moduls im Vergleich zum Durchschnittsertrag aller Module im Jahresverlauf. Auf der horizontalen Achse sind die Monate von Januar (1) bis Dezember (12) aufgetragen, auf der vertikalen Achse ist für jeden Monat angegeben, wie sich der Modulertrag zum Durchschnitt über alle Module verhält. Positive Werte bedeuten überdurchschnittlichen Ertrag, negative Werte unterdurchschnittlichen. Ein Durchschnittsmodul hätte eine konstante Linie bei 0 Prozent. Das hier gezeigte Modul hat in den Wintermonaten überdurchschnittlichen Ertrag geliefert, in den Sommermonaten war der Ertrag durchschnittlich. Ein solcher Kurvenverlauf ist typisch für Module aus kristallinem Silizium.

Unterhalb der Diagramme sieht man die Angaben zum Temperaturkoeffizienten: Links ist der Zahlenwert angegeben als Veränderung der Leistung in Prozent pro °K Temperaturerhöhung, bezogen auf die STC-Temperatur von 25°C. Beispielsweise liefert das hier gezeigte Modul bei einer Modultemperatur von 60°C eine um 15,75 Prozent geringere Leistung als bei 25°C (-0,45 %/K x (60°-25°)K = 15,75 %). Alle Module haben einen negativen Temperaturkoeffizienten, das heißt, die Leistung nimmt mit steigender Temperatur ab.  

Im rechten Bereich ist der Temperaturkoeffizient grafisch dargestellt, als Abweichung vom Durchschnittswert (ca. 0,44 %/K) über alle Module. Ein grüner Balken bedeutet, dass der Temperaturkoeffizient besser als der Durchschnitt ist; die Leistung nimmt also mit steigender Temperatur weniger stark ab. Im umgekehrten Fall ist der Balken rot. Die Länge des Balkens gibt Aufschluss, wie weit der Temperaturkoeffizient vom Durchschnitt abweicht.