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Forschung/Entwicklung

Augsburg, 10. August 2012, In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für elektrische Maschinen und Antriebe der Universität Wuppertal hat die meteocontrol GmbH einen intelligenten Regelalgorithmus für Photovoltaikanlagen entwickelt. Damit können Betreiber großer Solarstromanlagen die Anforderungen der Netzbetreiber am Netzanschlusspunkt noch schneller und präziser umsetzen. Für die Regelabweichung wird bei Anlagenstart eine Konfiguration berechnet und im laufenden Betrieb durch den selbstlernenden Algorithmus kontinuierlich optimiert. Implementiert im Datenlogger WEB’log ergänzt die Neuentwicklung das umfangreiche Produktpaket „meteocontrol Power Control“ zur Umsetzung des Einspeisemanagements nach dem EEG 2012.

Um eine Überlastung des Verteilernetzes durch die steigende Anzahl dezentraler Stromerzeuger zu vermeiden, fordert das EEG 2012 und die darin verankerte VDE-Niederspannungsrichtlinie und BDEW-Mittelspannungsrichtlinie die Regelbarkeit von PV-Anlagen. Die eingespeiste Wirkleistung und die Bereitstellung von Blindleistung müssen den Vorgaben des Netzbetreibers angepasst werden können. Als Vorreiter und Marktführer in der professionellen Fernüberwachung von Photovoltaikanlagen hatte meteocontrol mit der Weiterentwicklung der bewährten Datenloggerreihe WEB’log frühzeitig auf die Anforderungen reagiert und Innovationen vorangetrieben. Mit dem selbstlernenden Regelalgorithmus ist dem Augsburger Photovoltaik-Dienstleister eine Neuentwicklung gelungen, die ohne aufwendige Konfiguration eine äußerst präzise und schnelle Umsetzung der Vorgaben der Netzbetreiber ermöglicht.

Präzise Blindleistungsregelung

Der von den Netzbetreibern geforderte Anteil an Wirk- und Blindleistung muss am Netzanschlusspunkt vorliegen (Blindleistung verständlich erklärt). Bei großen Photovoltaik-Anlagen, die mit mehreren Wechselrichtern Strom in das Mittelspannungsnetz einspeisen, bedarf es daher einer externen Regelung. Diese Funktion erfüllt der Datenlogger WEB’log mit dem neuen Regelalgorithmus. Auf der Basis von Komponentenkenngrößen errechnet der WEB‘log zunächst die Startkonfiguration. Vom Transformator ist hierzu lediglich die Nennleistung erforderlich. Während des Betriebs gleicht der Datenlogger den Soll-Wert mit dem realen Messwert am Netzanschlusspunkt ab und liefert kontinuierlich den Korrekturwert zum Ausregeln der verbleibenden Regelabweichung. Der selbstlernende Regelalgorithmus ermöglicht schon nach kurzer Betriebszeit der PV-Anlage, die angeforderten Leistungsdaten sehr exakt innerhalb eines kurzen Zeitfensters am Netzanschlusspunkt bereitzustellen. Die Regelung unterstützt die gängigen Verfahren der Wirkleistungsfaktorregelung cos(φ) und der Blindleistungsregelung Q(U), die über den WEB’log ausgewählt werden können. Neben der eigentlichen Regelung führt der Algorithmus zusätzlich Prüfungen durch, um Fehlerfälle abzufangen und den sicheren Anlagenbetrieb zu gewährleisten.

Im Hochspannungslabor getestet

Der in enger Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern der Universität Wuppertal entwickelte Anlagenregelkreis zeichnet sich neben den technischen Funktionen, der Präzision und Schnelligkeit auch durch seine intensive Erprobung aus. Im Hochspannungslabor der Universität Wuppertal wurde der Regelalgorithmus unter realen Bedingungen an 10kV getestet und solange optimiert, bis die bestmöglichen Ergebnisse vorlagen und der stabile sowie fehlerlose Betrieb gewährleistet werden konnte. Zur Regelung der Wechselrichter in großen Photovoltaikanlagen kommt der Datenlogger „WEB’log PRO unlimited“ zum Einsatz. Den Empfang der diskreten Vorgaben zur Wirk- und Blindleistungsregelung unterstützt die „Power Control Unit“ der meteocontrol. In kleineren Anlagen finden die Datenlogger „WEB’log LIHGT+ 20“ und „WEB’log BASIC 100“ ihre Anwendung. Je nach Anlagengröße und Anforderungsprofil ist der Photovoltaikbetreiber mit den Produkten der „meteocontrol Power Control“ bestens gerüstet für die Umsetzung des Einspeisemanagements.

Quelle: meteocontrol

 

München, 09. August 2012, Der kanadisch-chinesische Solarmodulhersteller Canadian Solar hat die CSA-1000V-Zertifizierung erhalten, mit der die Solarmodule des Photovoltaikunternehmens nun auch in Nord- und Südamerika für 1000-Volt-Hochspannungssysteme zugelassen sind. Laut Unternehmen werden dadurch die besonderen Kundenanforderungen von Hochspannungsanwendungen besser erfüllt und Gesamtsystemkosten lassen sich reduzieren.

Canadian Solar

CSA International testet Solarmodule auf die Erfüllung nationaler und internationaler Standards und vergibt für entsprechend qualifizierte Produkte das CSA-Gütezeichen. Im Rahmen des Verfahrens werden die Ergebnisse zudem von potenziellen Anwendern begutachtet, um sicherzustellen, dass ein Produkt den formalen Prozess von Prüfung, Tests und Folgeinspektionen durchlief. Zu den bestehenden Sicherheits- und Leistungsstandards zählen unter anderem die Standards des American National Standards Instituts (ANSI), der Underwriters Laboratories (UL), der Canadian Standards Association (CSA), der National Sanitation Foundation (NSF) u.a.

Dr. Shawn Qu, Chairman und CEO von Canadian Solar: "Unsere 1000-Volt-Photovoltaikmodule ermöglichen es unseren Kunden, mehr Ertrag mit weniger Solarmodul-Strings zu erreichen. Dies ist vor allem attraktiv für Projekte von Energieversorgern."

Bestnoten bei Ammoniak-Belastungstests von TÜV Rheinland und DLG

Zudem hat das Solarunternehmen bei den beiden wichtigsten Standardtests zur Ammoniak (NH3)-Beständigkeit von Solarmodulen Bestnoten erzielt. Die geprüften PV-Module überzeugten im Ammoniak-Korrosionstest des TÜV Rheinland nach IEC 62716 Draft B und im DLG-Standardtest für Solarmodule in landwirtschaftlichen Umgebungen beim Leistungserhalt, bei der Sichtprüfung und beim Isolationswiderstand.

Leistungserhalt trotz hoher Ammoniak-Belastung

Im Rahmen des Ammoniak-Korrosions-Checks des TÜV Rheinland werden die Photovoltaik-Module in einem 20-tägigen Prüfzyklus im Wechsel extremen Belastungen ausgesetzt: 8 Stunden lang 6.667 ppm Ammoniak (NH3) bei einer Temperatur von  60 Grad Celsius mit 100 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit, dann einer 16-stündigen Trocknungsphase in einer Standardatmosphäre ohne Ammoniak bei  einer Temperatur von 23 Grad Celsius und maximal 75 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit. Dieser Vorgang wird 20 mal wiederholt. Die getesteten Module von Canadian Solar zeigten dabei weniger als 0,8 Prozent Leistungsreduktion und erhielten somit die TÜV-Zertifizierung für Ammoniak-Korrosionsschutz.

Der DLG-Test zur NH3-Beständigkeit überprüft die Leistung der Solarmodule unter Ammoniak-Belastungen, indem die Testmodule 1.500 Stunden in Ammoniak-Wolken mit 750 ppm bei Temperaturen von 70 Grad Celsius überstehen müssen. Auf diese Weise simuliert das Verfahren eine Lebensdauer von 20 Jahren. Die verwendeten PV-Module von Canadian Solar büßten im Prüfzeitraum weniger als 1,3 Prozent an Leistung ein und überzeugten die Tester dabei in allen Punkten.

Quelle: Canadian Solar

 

München, 24. Juli 2012, Auch die Solarmodule des Solarunternehmen Canadian Solar haben den PID-Test bestanden. Dazu wurden die Solarmodule zwei Hochspannungsbelastungstests unterzogen. Die PV-Module wurden jeweils von unterschiedlichen Instituten überprüft. Das Photovoltaik Institut (PI) Berlin hat die CS6-Poly-Serie getestet und das PV Evolution Labs hat die CS5-Mono- und CS6-Poly-Serie.

Canadian Solar

Die sogenannte potenzialinduzierte Degradation (PID) ist ein Phänomen, bei der die Leistung von Solarmodulen wegen einer zu hohen negativen Vorspannung zwischen Zelle und Erde vermindert wird. Diese Degradation kann die Leistung einzelner Photovoltaikmodule, der gesamten Solaranlage und des Wirkungsgrads negativ beeinflussen.

Quelle: Canadian Solar

 

Ludwigshafen, 02. August 2012, Der Chemiekonzern BASF zieht bezüglich seines gemeinsamen Forschungsprojekts „Nanostrukturierung und Plastik-Elektronik Printplattform“ mit der Heidelberger Druckmaschinen AG sowie der TU Darmstadt positive Bilanz hinsichtlich des Verlaufs der ersten Phase. Aus diesem Anlass wird die Fortsetzung des Projekts sowie weitere gemeinsame Aktivitäten vereinbart.

BASF - The Chemical Company

Am Forschungsprojekt arbeiten die Partner und deren Forscher schon seit Mitte 2009. Die Forscher beschäftigen sich mit nanoteiligen Funktions- materialien und den zugehörigen neuartigen Druckverfahren, mit denen diese verarbeitet werden können. Die aus der organischen Elektronik entstehenden Anwendungen gelten als wichtige Zukunftstechnologien mit hohem wirtschaftlichem Potenzial. Die organische Elektronik basiert auf leitfähigen Polymeren oder auch kleineren Molekülen der organischen Chemie. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten reichen von organischen Schaltungen und Speichern über die Photovoltaik bis zu organischen Leuchtdioden.

Das Forschungsprojekt ist als Querschnittsprojekt eines der Schwergewichte im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Spitzencluster „Forum Organic Electronics“ angesiedelt. Dadurch profitieren auch die Mitgleider des Clusters, die sich mit Themen wie OLED, Solarzellen und gedruckten Schaltungen beschäftigen.

Realisierung erster funktionsfähiger Elemente im Labor

In der ersten Projektphase wurden bereits wichtige Fortschritte erzielt: Grundlage dafür bildete die Inbetriebnahme einer Rollendruckmaschine auf Basis einer Gallus RCS 330. Heidelberg ist zu 30 Prozent an der Schweizer Gallus-Gruppe beteiligt. Im Reinraum des Spitzenclusters konnten bereits erste funktionsfähige Bauelemente mit modifizierten Druckverfahren unter Laborbedingungen hergestellt werden. Diese Prozesse auf den industriellen Maßstab zu übertragen, ist in den nächsten zwei Jahren wesentlicher Inhalt des Folgeprojekts NanoPEP2, das 2012 begonnen hat. Neben der Weiterentwicklung der nanostrukturierten Materialien und der zugehörigen Druckverfahren soll die Funktion der gedruckten Bauteile in praxisnahen Demonstratoren gezeigt werden. Dies können z. B. flexible OLEDs oder Solarzellen sein, die im gemeinsamen Reinraum des Spitzenclusters hergestellt werden.

Die Druckmaschine spielt dabei eine zentrale Rolle

Sie dient als Plattform für modifizierte oder völlig neu entwickelte Druck- oder Beschichtungswerke und somit als Integrator für die neu entwickelten Verfahren. Die Anforderungen an die Druckverfahren sind dabei sehr hoch: Bei Schichtdicken im Bereich weniger Nanometer müssen die gedruckten Schichten extrem homogen und defektfrei sein.

Um diese hochkomplexen Druckprozesse auf den Produktionsmaßstab übertragen zu können, müssen die in einem Druckwerk ablaufenden Prozesse selbst genau verstanden werden. Daher wird am Institut für Druckmaschinen und Druckverfahren (IDD) der Technischen Universität Darmstadt an einer Modellbildung gearbeitet, die wichtige Parameter für eine Produktion definieren kann. Dabei untersuchen die Forscher auch die spezifischen physikalischen Mechanismen, die zu Inhomogenitäten in den gedruckten organischen Halbleiter- und Dielektrikumschichten und somit zum Ausfall des späteren Produktes führen können.

Forscher der BASF arbeiten an innovativen Hybridmaterialien

Die druckbare organische Elektronik erfordert völlig neue Materialien, die im Projektteil Nanostrukturierung von den Experten der BASF entwickelt werden. Die Grundlage bilden speziell designte Nanopartikel, die als funktionale Bauelemente mit neuen Prozesstechnologien in einer Art Baukastensystem zu Funktionsmaterialien zusammengebaut werden. In weiteren Prozessschritten werden diese dann zu einer druckbaren Suspension verarbeitet und beim Projektpartner getestet. Viel versprechen sich die Forscher dabei von innovativen Hybridmaterialien, die aus anorganischen und organischen Komponenten bestehen und perfekte elektronische Eigenschaften im gedruckten Film ermöglichen.

In den vergangenen drei Jahren wurden neue, sogenannte integrierte Produktionsprozesse für diese innovativen Hybridmaterialien entwickelt, die ohne Zwischenschritte z.B. zur Stabilisierung der Materialien auskommen. In den dafür aufgebauten Anlagen ist die Herstellung der für die Drucktests benötigten Materialien bereits im Kilogramm-Maßstab möglich.

Parallel dazu untersuchen die BASF-Forscher druckbare Suspensionen für die organische Elektronik, die bei niedrigen Temperaturen verarbeitet werden können. Dies stellt eine weitere große Herausforderung an die Materialentwicklung dar, da die Komponenten und deren Zusammenwirken auf diese Bedingungen beim Druck komplett neu eingestellt werden müssen. Mit diesen Materialien soll die Herstellung von Bauteilen auf preiswerten flexiblen Polymerfolien mit dem Roll-to-roll-Druckverfahren möglich werden.

Quelle: BASF

 

Kyoto/Neuss, 20. Juli 2012, Die Solarmodule von Kyocera haben den PID-Test bestanden und sind somit PID-resistent. Dies bestätigt auch das Fraunhofer-Institut. PID steht nicht etwa für "Photovoltaik ist doof", sondern für "Potentialinduzierte Degradation". Die Photovoltaik-Module von Kyocera haben nach einem Hochspannungsbelastungstest keine Anzeichen von Degradation gezeigt.

Kyocera Fraunhofer PID

 

Bild: Fraunhofer testete 13 bekannte PV-Module verschiedener Solarhersteller. Kyocera war einer von nur vier Herstellern, deren Solarmodule den PID-Test bestanden haben.

Potentialinduzierte Degradation (PID) ist ein Phänomen, bei dem die Leistung eines Solarmoduls aufgrund einer zu hohen negativen Vorspannung zwischen Zelle und Erde vermindert wird. Eine potentialinduzierte Degradation kann die Leistung einzelner PV-Module sowie die Gesamtleistung und den Wirkungsgrad einer ganzen Photovoltaikanlage beeinflussen. Die Resistenz gegen Degradation bzw. der Grad der Leistungsdegradation kann bei PV-Modulen unterschiedlicher Hersteller stark variieren, wie der Test des Fraunhofer CSP zeigt.

Quelle: Kyocera