Machbarkeitsstudie für neue Umweltzeichen für die Produktgruppen: photovoltaische Produkte und Anlagen: Forschungsbericht 29995315/03
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| Veröffentlicht: |
Berlin
Umweltbundesamt
2002
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2002,73 Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit |
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Titel: Machbarkeitsstudie für neue Umweltzeichen für die Produktgruppen: photovoltaische Produkte und Anl
Autor: Hirschl, Bernd
Jahr: 2002
Machbarkeitsstudie Umweltzeichen „Photovoltaische Produkte und Anlagen" IÖW / ISE
Inhaltsverzeichnis
TABELLENVERZEICHNIS.IV
ABBILDUNGSVERZEICHNIS.IV
1 EINLEITUNG.1
2 MARKTANALYSE UND PRODUKTAUSWAHL.2
2.1 Photovoltajsche Geräte.2
2.1.1 Marktanalyse der PV-Produkte mit Speicher.4
2.1.2 Vorauswahl geeigneter Produkte.5
2.2 PV-Anlagen.10
2.2.1 Netzfeme Anlagen.10
2.2.2 Netzgekoppelte Anlagen.*. 12
2.2.2.1 Solarmodule.12
2.2.2.2 Wechselrichter.14
2.3 Festlegung der Vorauswahl in Abstimmung mit dem Umweltbundesamt.15
3 UMWELTRELEVANZ AUSGEWÄHLTER PHOTOVOLTAISCHER PRODUKTE.17
3.1 Ausgewählte PV-Produkte mit Batterie.17
3.1.1 Schadstoffrelevanz der Speichermedien.,.18
3.1.1.1 Politisch-regulative Aspekte.19
3.1.1.2 Speichertypen und technisch-ökonomische Aspekte.19
3.1.1.3 Zur Lebensdauer der Akkumulatoren.22
3.1.1.4 Zwischenfazit.22
3.1.2 Schadstoffrelevanz sonstiger Produktteile.23
3.1.2.1 PV-Generatoren.23
3.1.2.2 Elektronik und sonstige Produktteile.25
3.1.3 Recyclinggerechte Konstruktion und Entsorgung.25
3.14 Gebrauchstauglichkeit und Produktqualität.26
3.1.4.1 Funktionssicherhert.26
3.1.4.2 Herstellergarantie.28
3.1.4.3 Richffinienkonformrtät und Produktsicherheit.29
3.15 Produktspezifische Aspekte.29
3.1.5.1 Armbanduhren.'.29
3.1.5.2 Solarwecker.31
3.1.5.3 Hausnummembeteuchtungen.„.,.31
3.1.5.4 Gartenteuenten.~.-. 33
3.1.5.5 Solarweidezaungerät.34
I
Machbarkeitsstudie Umweltzeichen „Photovoltaische Produkte und Anlagen" IÖW / ISE
3.2 PV-Anlagen.35
3.2.1 Exkurs: Zur Energiebilanz der Photovoltaik.35
3.2.2 PV-Module.36
3.2.2.1 Schadstoffrelevanz.37
3.2.2.2 Rücknahme, Recycling und Entsorgung.39
3.2.2.3 Wirkungsgrad.39
3.2.2.4 Produktqualität und Lebensdauer.41
3.2.2.5 Richtlinienkonformität und Produktsicherheit.43
3.2.3 Wechselrichter.44
3.2.3.1 Schadstoffrelevanz und Recycling.45
3.2.3.2 Wirkungsgrade und Effizienz.46
3.2.3.3 Produktqualität und Lebensdauer.50
3.2.3.4 Richtlinienkonformität und Produktsicherheit.51
4 FACHGESPRÄCH - EXPERTENDISKURS ÜBER MÖGLICHE ANFORDERUNGEN. 52
4.1 Diskussion Ober Anforderungen an PV-Produkte mit Speicher.52
4.1.1 Gesamtproduktbezogene Aspekte.52
4.1.2 Speicherbezogene Aspekte.53
4.1.3 Materialanforderungen.53
4.1.4 Funktionssicherheit.53
4.2 Diskussion über Anforderungen an PV-Module.54
4.2.1 Geltungsbereich und Garantie.54
4.2.2 Rücknahme und Materialanforderungen.55
4.2.3 Leistungsindikatoren.55
4.3 Diskussion Ober Anforderungen an PV-Wechselrichter.56
4.3.1 Langlebigkeit und Schadstoffrelevanz.56
4.3.2 Leistungsindikatoren.56
5 FAZIT UND EMPFEHLUNGEN.57
6 LITERATUR.60
ANHÄNGE.64
ANHANG I: ENTWURF PRODUKTGRUPPENSPEZ1FISCHER ANFORDERUNGSPROFILE
.64
1 ANFORDERUNGEN AN PV-PRODUKTE MIT BATTERIE.65
1.1 Einführung.-«—.—.-----.65
1.2 Geltungsbereich.-------.----------.---------.—65
Machbarkeitsstudie Umweltzeichen „Photovoltatsche Produkte und Anlagen" IÖW / ISE
1.3 Anforderungen.65
1.3.1 Allgemeines.65
1.3.2 Langlebigkeit der Geräte.65
1.3.2.1 Auswechselbarkeit der Batterie.65
1.3.2.2 Herstellergarantie.66
1.3.3 Anforderungen an Batterie und Elektronik.66
1.3.3.1 Verbot cadmiumhaltiger Batterien.66
1.3.3.2 Schutz gegen Überladen oder f iefentladen der Batterie.66
1.3.3.3 Entsorgungshinweise.66
1.3.4 Sonstige Materialanforderungen.67
1.3.5 Funktionssicherheit.67
1.3.5.1 Bedingungen für Indoor-Produkte.67
1.3.5.2 Bedingungen für Outdoor-Produkte.67
2 ANFORDERUNGEN AN PHOTOVOLTAIK-MODULE.69
2.1 Einführung.69
2.2 Geltungsbereich.69
2.3 Anforderungen.69
2.3.1 Allgemeines.69
2.3.2 Garantieleistung des Herstellers.69
2.3.3 Rücknahme der Module.70
2.3.4 Materialanforderungen an Kunststoffe.70
2.3.5 Modulwirkungsgrad.70
2.3.6 Qualität des Produkts.,.70
2.3.6.1 Begrenzung der Leistungstoleranz.70
2.3.6.2 Informationen über den Temperaturkoeffizient.70
2.3.7 Herstellerinformationen.71
3 ANFORDERUNGEN AN PHOTOVOLTAIK-WECHSELRICHTER.72
3.1 Einführung.72
3.2 Geltungsbereich.72
3.3 Anforderungen.72
3.3.1 Allgemeines.72
3.3.2 Langlebigkeit.72
3.3.2.1 Garantieleistung des HersteBers.72
3.3.22 Reparatursicherheit.73
3.3.2.3 Jnfcrroaöon Ober Langlebigkeit.------.—.73
3.3.3 Rücknahme der Geräte.•.-.73
m
Machbarkeitsstudie Umweltzeichen „Photovoltaische Produkte und Anlagen" IÖW / ISE
3.3.4 Recyclinggerechte Konstruktion.73
3.3.5 Materialanforderungen an die Kunststoffe der Gehäuse und Gehäuseteile.73 f
3.3.6 Eurowirkungsgrad und Energieeffizienz des Geräts.74 f
3.3.7 Sicherheit.75 J
I
ANHANG II: EXKURS PV-GAP.76 ]
•1
ANHANG III: FACHGESPRÄCH.76 |
4
Tabellenverzeichnis {
Tabelle 1: Wesentliche technische Komponenten von PV-Produkten mit und ohne Energie- I
Speicher.3 f
Tabelle 2: Liste recherchierter PV-Produkte (Produkttypen).5 §
Tabelle 3: Marktrelevante PV-Produkte.6 j
Tabelle 4: Auswahlvorschlag für untersuchungsrelevante PV-Produkte.9 J
Tabelle 5: Wesentliche technische Komponenten von PV-Anlagen.10 1
Tabelle 6: Übersicht und Struktur Modul-relevanter Zelltypen.13 f
Tabelle 7: Kennwerte von Akkumulatoren (kleine Gerätebatterien) für PV-Geräte.20 j
Tabelle 8: Kenngrößen der Modulwirkungsgrade.41 ]
Tabelle 9: Modulwirkungsgradverteilungen. .,.41 f
Tabelle 10: Leistungstoleranzverteilungen.42 f
i
Tabelle 11: Werkstoffverteilung in Gewichtsprozent.45 I
Tabelle 12: Eurowirkungsgrad - Anforderung und Erfüllung je Leistungsklassen.47 l
Tabelle 13: Stand-by-Verbrauch - Anforderung und Erfüllung je Leistungsklassen.49 I
Tabelle 14: Nachtverbrauch.49 J
¦I
Tabelle 15: Einspeiseleistung.„.50 j
Tabelle 16: Anforderungen an Eurowirkungsgrad und Energieeffizienzgrößen.74 I
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Systematik photovoltaischer Produkte.27
Abbildung 2: Allgemeiner Modulaufbau.37
Abbildung 3: Modulwirkungsgrade (mono / poly).40
Abbildung 4: Eurowirkungsgrad: Verteilung und Mirulestenforcferung.48
IV |
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