Ob auf Seilbahnstationen, Gebäuden oder Freiflächen: PV-Anlagen am Berg boomen. Skigebiete setzen zurecht auf Solarstrom, um ihren Energiebedarf zumindest teilweise zu decken.

Die Module der PV-Anlagen sind jedoch oft harten Bedingungen ausgesetzt: Den Komponenten setzen hohe Schneelasten, starke UV-Belastung, intensive Sonneneinstrahlung und tiefe Temperaturen zu.

Wie müssen Module also beschaffen sein, um möglichst lange möglichst viel Leistung zu bringen?

Forschung in Skigebieten

Dieser Frage ist das internationale und interdisziplinäre Forschungsprojekt PV-Detect nachgegangen, darin involviert waren unter anderem das Unternehmen Sonnenkraft, sowie das SUPSI-Institut aus dem Schweizer Tessin und das Österreichische Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI), wie Dissertantin Anika Gassner berichtet:

„Zunächst haben wir bestehende alpine Photovoltaik-Installationen in unterschiedlichen Höhenlagen identifiziert und systematisch Daten zu den jeweiligen Umweltbedingungen an den einzelnen Standorten erfasst.“

Darauf aufbauend erfolgte eine Vor-Ort-Charakterisierung der bestehenden alpinen PV-Systeme, einschließlich einer zerstörungsfreien Materialidentifikation und Alterungsanalyse mithilfe spektroskopischer Methoden sowie elektrischer Untersuchungen wie Leistungsbewertung, Degradationsratenanalyse und Elektrolumineszenzmessungen.

In einem weiteren Schritt wurden typische Ausfallmechanismen von PV-Modulen und -Systemen im alpinen Umfeld identifiziert und mit den daraus resultierenden Verlusten der elektrischen Leistungsfähigkeit korreliert.

„Auf dieser Basis haben wir beschleunigte Alterungstests entwickelt, welche die alpinen Umweltbedingungen realistisch nachbilden und innerhalb kurzer Testzeiten vergleichbare Schadensbilder erzeugen.“

Ergänzend wurde eine Methode zur frühzeitigen Erkennung von Ausfällen erarbeitet, die fortgeschrittene Zuverlässigkeitstests mit sensitiven Verfahren zur Detektion von Degradationsprozessen kombiniert.

„Abschließend haben wir eine Testmatrix definiert, die eine schnelle Produktentwicklung für innovative PV-Materialien, Komponenten und Moduldesigns ermöglicht, die speziell für den Einsatz unter den anspruchsvollen Umweltbedingungen der Alpen geeignet sind“, erläutert Gassner.

„Alpin-Modul“ als Ergebnis

Um das „Alpin-Modul“ konkret zu entwickeln, wurden verschiedene Kombinationen aus Glasdicken, Rahmen, Zelltechnologien und Verbindern, sowie verschiedene Einkapselungsmaterialien getestet.

„Am besten schlugen sich PV-Module mit Rahmen, Doppelglasmodule mit einer Glasdicke über drei Millimetern und einem Polyolefin-Einkapslungsmaterial“, berichtet Gassner.

Die Dicke der Gläser stehen im Gegensatz zum Trend zu immer dünneren – und damit billigeren – PV-Modulen. Zudem eignet sich das Polyolyphin-Einkapselungsmaterial besser als das herkömmliche EVA, da es auch bei tiefen Temperaturen flexibel bleibt und seine dämpfende Wirkung beibehält.

Testanlagen in Skigebieten

Neben Literaturrecherche, Feldbeobachtungen und Labortests experimentiert PV-Detect auch im Feld: So hat die Energie AG Oberösterreich ihre seit 1988 bestehende PV-Forschungsanlage im steirischen Skigebiet Loser im Herbst 2025 grundlegend modernisiert und mit neuen Alpin-Modulen versehen.

Die Anlage umfasst fünf verschiedene Modultypen, die auf ihr Verhalten und ihre Beständigkeit in alpiner Umgebung untersucht und verglichen werden sollen. Sie umfasst fünf verschiedene Modultypen, um Vergleiche zu ermöglichen. Weitere analysierte Testanlagen befinden sich am Dobratsch und auf der Kanzelhöhe (beide Kärnten), sowie am Lac des Toules (Wallis).

Zudem untersuchen SUPSI und OFI in ihren Laboren weitere geeignete Module. Der Fokus liegt darauf, die Auswirkungen von hohen Schneelasten auf die PV-Module zu erkennen.

Schweizer forschen tiefer

Die Forschung von Anika Gassner konzentriert sich ausschließlich auf das PV-Modul selbst und nicht auf das Montagesystem, Wechselrichter oder andere Komponenten der PV-Anlage. Das Schweizer Partnerinstitut SUPSI arbeitet parallel mit „Alience“ an einem Projekt, das sich auch mit diesen anderen Komponenten befasst, besonders Unterkonstruktionen und Wechselrichtern.

Dieses Schweizer Projekt ist Teil der staatlichen „Winterstromoffensive“, welche die Installation von Anlagen in den Alpen oder über 1.500 Metern fördert, da dies besseren Winterstrom aufgrund von weniger Nebel und mehr Schnee-Reflexion liefert.

Ausblick: Alpin-Module in Serie?

Neben der alpinen PV-Forschung befasst sich Anika Gassner auch mit den Themen End-of-Life, Recycling und Reparaturmaßnahmen für PV-Module.

Die Forschungsergebnisse des nun abgeschlossenen PV-Detect-Projekts ermöglichen es Herstellern wie Sonnenkraft, die Entwicklung neuer alpiner Module in Serie zu planen, denn „zurzeit sehen wir nur wenige Modelle am Markt, die die Anforderungen eines Alpin-Moduls erfüllen“, schließt Gassner.