Photovoltaik im Fokus: Langlebigkeit und Recycling

Der PV-Ausbau in Österreich schreitet zügig voran: Laut Bundesverband Photovoltaic Austria waren im Jahr 2023 insgesamt 386.329 PV-Anlagen am Netz, 134.000 davon wurden allein im vergangenen Jahr neu installiert. Somit hat sich PV zu einer der führenden Lösung im Bereich der erneuerbaren Energien entwickelt. Mit dem Ausbau steigt aber auch die Nachfrage nach Rohstoffen. Um Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit zu fördern, sollten bestehende PV-Anlagen sinnvoll genutzt und Rohstoffe aus alten Modulen zurückgewonnen werden. In diesem Blogbeitrag zeigen wir auf, welche Maßnahmen die Lebensdauer von PV-Anlagen verlängern können und welche Entsorgungs- und Recyclingmöglichkeiten es derzeit gibt.

Langlebigkeit und Reparaturmöglichkeiten von PV-Modulen

Die Herstellergarantien für PV-Module betragen bei ordnungsgemäßer Installation meist 25 bis 30 Jahre. Dabei lässt sich zwischen Produktgarantie und Leistungsgarantie unterscheiden:

• Die Produktgarantie deckt Material- und Verarbeitungsfehler ab.
• Die Leistungsgarantie garantiert eine Mindestleistung, z.B. nach 10 Jahren mindestens 90 % und nach 25 oder 30 Jahren mindestens 80 % der Nennleistung.

Auch wenn die Leistung einer PV-Anlage nach 25 Jahren unter 80 % der ursprünglichen Nennleistung fällt, heißt das nicht, dass sie keinen Strom mehr erzeugt. Viele PV-Module liefern auch nach 35 oder 40 Jahren noch immer Energie. Zu diesem Zeitpunkt haben sich die Anschaffungskosten meist amortisiert.

Um eine lange Lebensdauer und hohe Erträge einer PV-Anlage zu gewährleisten, sind folgende Punkte wichtig:

• Die Auswahl hochwertiger Komponenten und eine fachgerechte Installation schaffen die besten Voraussetzungen für eine lange Lebensdauer.
• Regelmäßige Überprüfungen des Ertrages ermöglichen es, Abweichungen frühzeitig zu erkennen und schnell zu reagieren. Informationen zum Betrieb der PV-Anlage können in der Regel am Wechselrichter, über eine spezielle Website oder eine mobile App abgelesen werden.
• Bei einer regelmäßigen professionellen Wartung werden alle wichtigen Komponenten der Solaranlage wie Solarmodule, Verkabelung, Wechselrichter und Stromspeicher gründlich überprüft und kleinere Schäden behoben. Diese Wartung ist wichtig, um mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen, Ausfälle und Ertragseinbußen zu vermeiden und einen sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten.
• Sofern dies nicht im Rahmen der professionellen Wartung erfolgt, sollten die Module in regelmäßigen Abständen professionell gereinigt werden, um hartnäckige Verschmutzungen, die sich nicht durch Regen oder Schnee lösen, zu entfernen. Durch Sichtkontrollen können Verschmutzungen und Beschattungen frühzeitig erkannt werden.

Auch Reparaturmaßnahmen sind möglich. Während kleinere defekte Komponenten wie Anschlussdosen oder Kabel aus Sicherheitsgründen immer ausgetauscht werden sollten, kann eine Reparatur bei defekten PV-Modulen oder Wechselrichtern sinnvoll sein. Derzeit beschränken sich die Reparaturmöglichkeiten auf defekte Bypassdioden, Modulrahmen und Modulrückseiten, während Glasbruch, defekte Solarzellen oder Rückseitenfolien noch nicht repariert werden können. Neue Techniken und Forschungsprojekte werden die Reparaturmöglichkeiten jedoch in Zukunft erweitern. Erste Unternehmen im deutschsprachigen Raum bieten bereits entsprechende Dienstleistungen an. Auch ein österreichisches Forschungsprojekt namens ReNew PV arbeitet derzeit an umweltfreundlichen Beschichtungslösungen, um Risse in Rückseitenfolien zu füllen und die Oberfläche zu versiegeln, um die Lebensdauer defekter PV-Module zu verlängern.

Reparaturen sollten wegen der Gefahr eines Stromschlages und eines Garantieverlustes auf keinen Fall selbst durchgeführt werden, sondern stets durch eine Fachfirma.

Recycling von PV-Modulen

Seit 2014 regelt die Elektroaltgeräteverordnung (EAG-VO) in Österreich die Entsorgung von PV-Modulen gemäß der europäischen WEEE-Richtlinie. Ausgediente PV-Module gelten als Gewerbeabfall und können nicht bei kommunalen Sammelstellen abgegeben werden. Stattdessen sind österreichische Hersteller sowie Importeure und Wiederverkäufer, die PV-Module aus dem Ausland beziehen und in Österreich erstmals in Verkehr bringen, für deren Entsorgung verantwortlich. Für Module, die vor dem 1. Juli 2014 in Verkehr gebracht wurden, ist der Hersteller der neuen Module verantwortlich, wenn sie ausgetauscht werden; ansonsten liegt die Verantwortung bei den Besitzer:innen. Für Module, die nach diesem Datum in Verkehr gebracht werden, trägt der Hersteller die vollen Entsorgungskosten. Gewerbliche Nutzer:innen können eigene Finanzierungsvereinbarungen treffen.

Die Elektroaltgeräteverordnung legt klare Recyclingziele fest: 85 % der PV-Module müssen zurückgewonnen und stofflich oder thermisch verwertet werden, während 80 % wiederverwendet oder recycelt werden müssen. PV-Module bestehen hauptsächlich aus Glas, Aluminium, Silizium, Silber und/oder Kupfer und Kunststoffen. Da PV-Module jahrzehntelang härtesten Witterungsbedingungen standhalten müssen, werden die integrierten Solarzellen fest mit Kunststoff, Glas und eventuell einem Aluminiumrahmen ummantelt. Dies stellt das Recycling vor einige Herausforderungen, da dieser feste Verbund wieder getrennt werden muss.

Die Rücknahme von Altmodulen erfolgt über Entsorgungssysteme wie ERA, UFH oder die European Recycling Plattform Austria GmbH, die mit Recyclinganlagen zusammenarbeiten. Aufgrund der geringen Abfallmengen gibt es in Österreich aber noch keine speziellen Recyclinganlagen, die nur PV-Module behandeln. Etwa drei Elektronikschrott-Recyclinganlagen in Österreich können Module auf Siliziumbasis im Pilotmaßstab behandeln. Dort werden zuerst der Modulrahmen und die Anschlussdose entfernt, danach werden die Module zerkleinert, wobei Glas, Kunststoffe und/oder Metalle abgetrennt werden. Derzeit wird vor allem das Glas der PV-Module recycelt und zu Glaswolle oder Granulat für den Straßenbau weiterverarbeitet. Der Kunststoff geht oftmals in die thermische Verwertung. Konnten die Metallkontakte aus Silber oder Kupfer aus dem geschredderten Verbund getrennt werden, können diese eingeschmolzen und wiederverwertet werden. Lediglich für die geringen Mengen an Silizium gibt es bisher keine weitere Verwendung.

Bislang ist die Menge an Altmodulen in Österreich noch relativ gering. 2022 wurden laut der Elektroaltgeräte Koordinierungsstelle (EAK) offiziell 12 Tonnen PV-Abfall gesammelt, wobei die tatsächliche Menge höher geschätzt wird. Da Entsorgungsunternehmen für Altmodule noch eine Gebühr erheben, gehen Expert:innen davon aus, dass viele Module entweder falsch kategorisiert oder gar nicht gemeldet werden. Dies betrifft hauptsächlich Altmodule aus der Zeit vor der Einführung der WEEE-Richtlinie oder von nicht mehr existierenden Herstellern.

Aufgrund des raschen Ausbaus der Photovoltaik in Österreich ist in den nächsten Jahren mit steigenden Mengen an PV-Modulabfällen zu rechnen. Zukünftige Entwicklungen und Forschungsprojekte sind jedoch vielversprechend und werden dazu beitragen, die Recyclingquote von PV-Anlagen erheblich zu erhöhen. Das österreichische Projekt PVReValue beispielsweise, arbeitet an ganzheitlichen Recyclingmethoden für PV-Module, um diese noch umfassender verwerten zu können.