Aiko ABC & Soft-Bypass: Wie Back-Contact-Module Verschattung anders handhaben

Die meisten Module reagieren auf Verschattung nach demselben Muster: Eine einzige verschattete Zelle reicht, damit die Bypass-Diode ihrer Zone auslöst und die komplette Zone abschaltet (siehe Bypass-Dioden einfach erklärt). Aiko-ABC-Module (Back-Contact-Zellen, z. B. die Neostar-Serie) verhalten sich anders — aber nicht so radikal anders, wie es auf den ersten Blick scheint.

Was eine Back-Contact-Zelle (ABC) ist

Bei einer klassischen Solarzelle sitzen die elektrischen Kontakte (Busbars, feine Leiterbahnen) sichtbar auf der Vorderseite — sie schatten selbst minimal ab. Bei einer Back-Contact-Zelle (ABC = "All Back Contact") liegen alle Kontakte auf der Rückseite. Die Vorderseite bleibt komplett frei, was etwas mehr aktive Fläche und eine gleichmäßig schwarze Optik ergibt. Für die Verschattungs-Frage ist aber nicht die Kontaktposition entscheidend, sondern was als Nächstes beschrieben wird.

Zwei Schutzebenen statt einer

Ein verbreitetes Missverständnis: "Aiko-Module haben keine Bypass-Dioden." Das stimmt nicht — Aiko-ABC-Module haben weiterhin ganz normale String-Bypass-Dioden, meist drei pro Modul, genau wie klassische Module. Was hinzukommt, ist eine zusätzliche Schutzebene auf Zellebene:

Wird eine einzelne Zelle verschattet, geht sie in einen sogenannten Soft Breakdown — sie überbrückt sich selbst und trägt näherungsweise 0 W zur Zone bei, ohne dass die normale Bypass-Diode sofort eingreift. Die übrigen Zellen der Zone liefern währenddessen unverändert weiter Strom. Erst wenn genug Zellen gleichzeitig in diesem Zustand sind, springt die normale Zonen-Diode ein wie bei jedem anderen Modul auch.

Es ist also ein zweistufiger Mechanismus: erst Soft-Breakdown auf Zellebene, danach — falls nötig — die klassische Bypass-Diode auf Zonenebene.

Die Soft-Bypass-Schwelle: warum genau 4

Diese Zahl beschreibt, wie viele gleichzeitig verschattete Zellen eine Zone toleriert, bevor die Bypass-Diode doch auslöst. Bei Aiko-ABC-Modulen liegt sie bei etwa 4: Die ersten vier gleichzeitig strombegrenzenden Zellen einer Zone fallen jede für sich auf ~0 W, der Rest der Zone bleibt aktiv. Erst die fünfte Zelle löst die normale Zonen-Diode aus — dann fällt die ganze Zone aus, wie bei jedem klassischen Modul auch.

Was das für die Simulation bedeutet

Bis zur Soft-Bypass-Schwelle (hier 4) fällt jede verschattete Zelle einzeln auf ~0 W, der Rest der Zone liefert weiter Strom. Erst die 5. gleichzeitig verschattete Zelle löst die normale Bypass-Diode der ganzen Zone aus.

Der Unterschied lässt sich direkt im Simulator nachvollziehen: Bei einem klassischen Modul reicht eine einzige verschattete Zelle, um ein Drittel der Leistung zu verlieren (bei drei Zonen). Bei einem Aiko-ABC-Modul bleibt die Zone bei bis zu vier gleichzeitig verschatteten Zellen weitgehend aktiv — erst danach kippt sie komplett.

Probiere es selbst: Öffne ein Aiko-Modul im Simulator und ziehe eine schmale Verschattung über eine, dann über mehrere Zellen einer Zone.

Grenzen dieser Modellierung

Wie bei jeder Näherung gilt: Der Soft-Breakdown-Zustand wird nicht aus dem Eindioden-Modell hergeleitet wie bei klassischen Zellen, sondern als fixer ~0-W-Beitrag pro Zelle unterhalb der Schwelle angenommen. Die vollständige Liste der bekannten Modellierungs-Grenzen steht im Methodik-Artikel Wie berechnet Solarschatten die Leistung?.

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Bypass-Dioden einfach erklärt · Was ist Verschattung bei Solarmodulen? · Glossar