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Innovationen

Die SolarWorld AG hat einen neuen Wirkungsgrad-Weltrekord für industriell gefertigte PERC-Solarzellen aufgestellt (Passivated Emitter and Rear Cell). Wie das CalLab des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme bestätigte, hat der deutsche Qualitätshersteller dabei die eigene Bestmarke auf 21,7 Prozent verbessert. Die hocheffizienten Solarzellen auf Basis kristalliner p-Typ-Siliziumwafer wurden in industriellen Produktionsprozessen gefertigt, sodass das Verfahren schnell in die Massenfertigung zu überführen ist. Bereits ab Herbst dieses Jahres wird die SolarWorld mit dieser Technologie Module mit einer Leistung von 300 Watt und mehr anbieten.

SolarWorld AG „SolarWorld hat als erstes Unternehmen in seiner Zellfertigung auf die PERC-Technologie gesetzt. Mit dem neuen Rekord bauen wir unseren technologischen Vorsprung noch weiter aus. Unseren Kunden bieten wir damit mehr Stromerzeugung auf gleicher Fläche und das bei höchster Qualität und Lebensdauer“, so Dr.- Ing. E.h. Frank Asbeck, Vorstandsvorsitzender der SolarWorld AG. „Und unsere Forscher und Entwickler haben die nächsten Wirkungsgradsteigerungen schon im Blick.“
 
Größter PERC-Hersteller weltweit

800 Megawatt seiner Solarzellkapazität hat SolarWorld bereits auf PERC umgestellt. Das Unternehmen verfügt damit über die höchste Produktionskapazität für diese Hochleistungstechnologie weltweit und baut diese weiter aus. Die PERC-Technologie führt durch neue Beschichtungsprozesse auf Vorder- und Rückseite der Solarzelle zu höheren Wirkungsgraden.

Quelle: SolarWorld AG

Die Investition in eine Solaranlage lohnt sich – auch langfristig. Wie der Halbleiterverband Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI) in seiner aktuellen International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) feststellt, lassen sich durch innovative Materialien und Hocheffizienz-Technologien zahlreiche zusätzliche Kostensenkungen erzielen. Die Solarexperten von LG Electronics begrüßen diese wissenschaftliche Erhebung. „Denn sie untermauert das große Potenzial, das in der Photovoltaik-Technologie steckt. Zugleich gibt sie ein klares Signal an Architekten, Bauherren und Investoren: Solar ist eine gute Entscheidung“, kommentiert Michael Harre, Vice President der EU Solar Business Group bei LG Electronics Deutschland. Damit nicht genug: LG setzt die in der Roadmap als besonders zukunftsträchtig und kosteneffizient benannten Technologien wie n-type Wafer, bifaziale Zellen oder Hochleistungsmodule bereits heute erfolgreich ein und ist daher ein verlässlicher und nachhaltiger Partner auf dem Weg der Solarenergiezukunft.

Die staatlichen Zuschüsse für eine heimische Solaranlage werden zwar in den kommenden Jahren weiter gekürzt, dennoch wird es immer interessanter und lukrativer, in die Sonnenenergie zu investieren. So ist der Preis für eine hochwertige Solaranlage in den vergangen fünf Jahren beispielsweise um knapp 70 Prozent gefallen. Die SEMI-Technologieroadmap kommt zu dem Schluss, dass noch weitaus mehr Potenzial in der Photovoltaik stecke. Es sei, so die VDMA Arbeitsgemeinschaft Photovoltaik, davon auszugehen, dass sich neue Hocheffizienz-Zellkonzepte, wie sie auch LG bietet, schnell etablierten. Große Einsparpotenziale ließen sich durch dünnere Wafer, Sägeverluste und vermehrtes Recycling realisieren. Weitere Schlüsselfaktoren sind der Einsatz von Hocheffizienz-Wafern, verbesserten Zellvorder- und Rückseiten sowie optimierten Modultechnologien im Allgemeinen. Hocheffizienzkonzepte sind laut SEMI der Treiber für sinkende Produktionskosten. Eine Photovoltaikneuerung von LG, die diese Aspekte bereits abdeckt und somit Kunden zahlreiche Vorteile an die Hand gibt, ist das Hochleistungsmodul LG NeON 2, das erst jüngst mit dem Branchenpreis Intersolar Award 2015 ausgezeichnet worden ist.

Grundlage dieses Moduls ist die leistungsstarke CELLO-Technologie. Damit leistet das LG NeON 2 auf kleinen 1600 x 1000 Millimetern und mit 60 monokristallinen Zellen bis zu 320 Watt Peak. Die innovative CELLO-Technologie nutzt Zellverbinder mit zwölf Runddrähten statt wie zuvor üblich drei flache Bänder. Die Modulvorderseite ermöglicht darüber hinaus 6.000 Pascal (Pa) mechanische Belastbarkeit, eine Steigerung von elf Prozent im Vergleich zum Vorgängermodel. Die Belastbarkeit der Rückseite hat sich durch einen stabileren Rahmen mit 5.400 Pa mehr als verdoppelt. Das bedeutet: Die Anlage trotzt selbst Sturm und Unwetter. Hinzukommen zwölf Jahre Garantie. Die Leistungsgarantie der G4-Serie beträgt 83,6 statt zuvor 81,2 Prozent der ursprünglichen Leistung nach 25 Jahren.
 
„Die neue Photovoltaik-Roadmap zeigt eindrücklich, dass sich durch Weiterentwicklungen künftig verstärkt Kosten einsparen und Effizienz steigern lassen. In den verschiedensten Bereichen der Wertschöpfungskette gibt es noch jede Menge Luft nach oben. LG möchte seine Rolle als Pionier auf dem Gebiet neuer leistungsstarker PV-Technologien weiter ausbauen, denn so unterstützen wir unsere Kunden und auch Interessenten mit einem Plus an Zukunftssicherheit. Die Entscheidung für Solarenergie war und ist richtig und wichtig“, resümiert Michael Harre.
 
Quelle: LG Electronics, Inc.

Das Photovoltaikunternehmen meteocontrol GmbH, welches die professionelle Fernüberwachung von Photovoltaikanlagen anbietet, startet eine Kooperation mit der viamon GmbH, dem Hersteller einer GPS-basierten Diebstahlsicherung für Solarmodule und PV-Wechselrichter. Mit der Integration der Diebstahlmeldung in das Monitoringsystem Virtueller Leitstand (VCOM) ergibt sich für Betreiber von PV-Anlagen und Solarkraftwerken eine effiziente Lösung für die Fernüberwachung und Diebstahlsicherung auf einem Portal.*

Neuanlagen wie auch bestehende Solaranlagen lassen sich mit dem intelligenten Diebstahl/s/chutz von viamon ausstatten. Direkt in das PV-Modul oder den Wechselrichter integriert ist das GPS-basierte System von außen nicht sichtbar, reagiert aber auf Erschütterung und Positionsveränderung. Bei Diebstahl wird unmittelbar eine Alarmmeldung ausgelöst und diese per E-Mail, SMS, Smartphone-App, Telefon oder VdS-Protokoll verteilt.

Alle Informationen auf einer Plattform

Im Rahmen der Kooperation hat meteocontrol die Statusanzeige der viamon-Technologie in das Monitoringsystem Virtueller Leitstand (VCOM) eingebunden. „Wir freuen uns, dass wir als erster PV-Dienstleister die Schnittstelle zur viamon-Diebstahlsicherung realisieren konnten“, erläutert Martin Schneider, Geschäftsführer der meteocontrol, „denn diese Lösung liefert den Anlagenbetreibern alle wesentlichen Informationen auf einer Plattform und reduziert damit die Komplexität im operativen Bereich.“ Der Gesamtstatus ist im sogenannten „viamon-Widget“ ersichtlich. Userfreundlich wurde auch die Integration gestaltet: Der Betreiber trägt lediglich den von viamon für die jeweilige Anlage erstellten API-key im meteocontrol-Portal ein und hat umgehend Zugriff auf das Tool. Im Falle eines Diebstahls werden Details wie beispielsweise die GPS-Koordinaten weiterhin in der App oder

im viamon-Portal dargestellt. Hierfür sind diese Systeme optimiert, während für die Leitstelle im Wesentlichen nur der Systemstatus von Interesse ist.

Integration minimiert Betriebskosten

„Die Integration in das Portal der meteocontrol stellt für unsere Kunden einen signifikanten Mehrwert dar“, erklärt Oliver Strecke, Geschäftsführer von viamon, „denn die Darstellung des Gesamtstatus trägt dazu bei, die Betriebskosten für die Absicherung zu reduzieren.“ In der Regel sinken mit dem Diebstahlschutz die Versicherungsprämie und die Investitionskosten in klassische Sicherheitsmaßnahmen. Gerüstet ist das gemeinsame System der beiden Unternehmen auch für den internationalen

Einsatz: Der viamon-Diebstahlschutz funktioniert weltweit, ebenso ist das Monitoringsystem Virtueller Leitstand (VCOM) für internationale Anforderungen ausgelegt. Einen ersten gemeinsamen Kunden konnten die Partner bereits gewinnen: Die BayWa r. e. renewable energy GmbH setzt das neue System bereits in einem großen Solarpark in Großbritannien erfolgreich ein.

Quelle: meteocontrol

Schon seit seiner Gründung vor mehr als 30 Jahren ist das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE sehr breit und komplementär und damit optimal für die zentralen Fragen der Energiewende aufgestellt. Systemische Aspekte und die Frage der Energiespeicherung zählten in Ergänzung zu solaren Technologien von Anfang an dazu. Zwei der Themen, die heute bei der Transformation unseres Energiesystems besonders im Fokus stehen sind Energiespeichertechnologien sowie effiziente Verfahren für die Wärme- und Kältebereitstellung. In diesen Bereichen hat das Fraunhofer ISE jetzt seine Aktivitäten an einem neuen Standort in der Auerstraße in Freiburg gebündelt und seine Ausstattung deutlich ausgeweitet. Am 2. Juli 2015 wurde das neue Zentrum für Speicher- und Wärmetransformationstechnologien in Anwesenheit von Vertretern mehrerer Bundesministerien sowie Repräsentanten aus der Industrie und Branchenverbänden offiziell eingeweiht.

»Mit diesen deutlich erweiterten Möglichkeiten in der Speicherforschung sowie der Wärme- und Kältebereitstellung tragen wir gleich mehreren zentralen Fragestellungen Rechnung, die von entscheidender Bedeutung sind auf dem Weg hin zu einem Energieversorgungssystem auf Basis erneuerbarer Energien«, so Institutsleiter Prof. Eicke R. Weber. Neue Labor- und Technikumsfläche gibt es für die Themen Batteriesysteme für Photovoltaik und Mobilität, Redox-Flow-Batterien, Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse, Hochtemperaturspeicher für die Solarthermie sowie Wärmepumpen und Kältemaschinen für den Antrieb mit Strom, Gas oder Wärme.

Batteriesysteme

Aufgrund ihres modularen Aufbaus und hohen energetischen Wirkungsgrads nehmen Batteriesysteme eine Schlüsselrolle bei der Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energiequellen wie Photovoltaik oder Windkraft ein und können erheblich zur Systemstabilität beitragen. Mit der fortschreitenden Entwicklung neuer Technologien steigen Energie- und Leistungsdichte der Batterien und somit erschließen sich immer neue Einsatzzwecke wie beispielsweise im Bereich der Elektromobilität. Je nach Anwendung und Einsatzprofil sind die Anforderungen an Batteriesysteme jedoch enorm. Oberste Ziele der Aktivitäten am Fraunhofer ISE sind deshalb die Optimierung von Schlüsselkomponenten und des Gesamtsystems sowie die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Minimierung der Kosten des Speichersystems. Die FuE-Themen umfassen dabei die zentralen Aufgaben der Batteriesystemtechnik wie beispielsweise das Batteriemanagement sowie das thermische Management und die Untersuchung von Alterungsprozessen von Batterien in unterschiedlichsten Anwendungen und für verschiedene Zellchemie, sowohl im Labor als auch mit modernsten Simulationswerkzeugen.

Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse

Wasserstoff kann über Elektrolyse mittels Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt werden. Dies wird besonders interessant wenn bei wachsendem Anteil von Sonne und Wind im Stromsystem große Mengen von Überschussstrom zur Verfügung stehen werden. Wasserstoff besitzt als einziger Energieträger das Potenzial, sehr große Energiemengen auch über lange Zeiträume in chemischer Form zu speichern. Neben der Rückverstromung in stationären Brennstoffzellensystemen oder in Gasmotoren bildet Wasserstoff auch als Kraftstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen das Bindeglied zur emissionsfreien Mobilität. Wasserelektrolyseure sind künftig als (de)zentrale, regelbare Lasten im Stromnetz für die Stadtwerke oder Netzbetreiber eine wertvolle Regelgröße, um die Stromerzeugung zeitnah an den Verbrauch anzupassen und damit die Netzfrequenz zu stabilisieren. Das Fraunhofer ISE konzentriert seine Aktivitäten auf die elektrochemische Wasserstofferzeugung durch die Membranelektrolyse als zentrales Kernelement für stoffliche Speicher in Kopplung mit erneuerbaren Energien.

Wesentliche Alleinstellungsmerkmale des Fraunhofer ISE sind 25 Jahre Forschung und Entwicklung zur PEM-Elektrolyse sowie die Größe der am Standort Auerstraße aufgestellten Testanlage zur Prüfung von Zellstapeln für PEM-Elektrolyseure bis 4.000 Ampere in energiewirtschaftlich relevanter Größe. Der Aufbau einer Einspeiseanlage zur Zumischung von Wasserstoff ins lokale Gasnetz unterstreicht die Anwendungsnähe der Fraunhofer-Forschung.

Solarthermische Hochtemperaturspeicher

Das Fraunhofer ISE betreibt Forschung und Entwicklung für solarthermische Speicher sowohl im Niedrig- als auch im Hochtemperaturbereich. Am Standort Auerstraße stehen die Hochtemperaturspeicher für solarthermische Kraftwerke im Mittelpunkt. In solarthermischen Kraftwerken wird die Solarstrahlung mittels großer Spiegelfelder auf Absorber fokussiert. Zum Abführen der entstehenden Wärme werden die Absorber mit einem Wärmeträgermedium, z.B. Thermoöl, Wasser/Dampf, Salzschmelze oder Luft, durchströmt. Mit der Wärme kann dann eine Gas- oder Dampfturbine betrieben und Strom erzeugt werden. Die Integration von Hochtemperaturspeichern in solarthermischen Kraftwerken ermöglicht eine zeitlich bedarfsorientierte Stromerzeugung, auch nachts oder in Stunden mit Bewölkung.

Das Fraunhofer ISE entwickelt, vermisst, bewertet und optimiert Speicherkonzepte, die für sehr hohe Temperaturen ausgelegt sind. Am neuen Standort besteht zum ersten Mal die Möglichkeit, mit Temperaturen bis zu 550°C zu testen und in sogenannten Schneckenwärmeübertragern mit Dampf unter hohen Drücken zu arbeiten. Ein weiteres Anwendungsfeld sind industrielle Prozessdampfanlagen, die ebenfalls Speicher für Temperaturen ab 180°C benötigen.

Wärmepumpen

Die Bereitstellung von Wärme und Kälte im Gebäudebereich nimmt einen zunehmend wichtigeren Stellenwert in der Energiewende ein. Heute gehen etwa 40% des gesamten deutschen Endenergieverbrauchs in diesen Bereich, dies bedeutet, dass mit effizienteren und nachhaltigen Verfahren hier ein enormes Potenzial an Energieeinsparung gehoben werden kann. Die Wärmepumpentechnologie ist in der Lage, diesen Anforderungen gerecht zu werden. Der größte Vorteil der Wärmepumpen ist die Tatsache, dass die Bereitstellung von Wärme (und Kälte) zum großen Teil auf Umweltenergie basiert. Die restliche Energie wird beispielsweise in Form von elektrischer Energie zugeführt – und diese elektrische Energie kommt im sich wandelnden Energiesystem zunehmend aus erneuerbaren Quellen. Deshalb sind elektrische Wärmepumpen äußerst kompatibel zur Stromerzeugung mit Sonne und Wind. Aber auch Gas-Wärmepumpen als Nachfolgetechnologie heutiger Heizkessel spielen eine eminent wichtige Rolle, da sie den eingesetzten Brennstoff unter zusätzlicher Nutzung von Umweltwärme viel effizienter wandeln.

Am Standort Auerstraße hat das Fraunhofer ISE die Laborfläche für seine Wärmepumpenaktivitäten verzehnfacht und damit ein komplett neues Prüf- und Entwicklungszentrum für Wärmepumpen und Kältemaschinen installiert. So kann das Institut, das seit 20 Jahren Entwicklung von Wärmepumpen und Kältemaschinen betreibt, die Industrie bei der Entwicklung neuer Geräte besonders schnell und umfassend unterstützen, von der Komponentenentwicklung bis zur Systembewertung. Ein besonderes Alleinstellungsmerkmal am neuen Standort ist, dass alle Messeinrichtungen die strengen Sicherheitsauflagen für das Arbeiten mit brennbaren Kältemitteln wie Propan erfüllen, um so die Entwicklung neuartiger Kältemittel mit geringem Treibhausgaspotenzial voranzutreiben. Darüber hinaus liefert die Vernetzung mit der hauseigenen Forschung zum Beispiel bei Sorptions- oder Speichermaterialien oder für das Smart Grid immer wieder innovative Ansätze und Produktideen.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Der Servicedienstleister Suncycle hat ein Online-Prüftool und ein Reparaturverfahren für defekte Anschlussdosen von Photovoltaik-Modulen des Herstellers Solar-Fabrik entwickelt. Suncycle repariert oder tauscht die betroffenen Anschlussdosen, bei denen Brandgefahr besteht, und gibt Anlagenbesitzern die nötige Sicherheit für den weiteren Betrieb. Das Besondere an dem Reparaturverfahren, das Suncycle zusammen mit der Solar-Fabrik entwickelt hat, ist, dass alle ursprünglich von der Solar-Fabrik vergebenen Modul-Zertifikate auch nach der Reparatur ihre Gültigkeit behalten.

Suncycle hat eine Online-Tool eingerichtet, mit dem schnell und unverbindlich geprüft werden kann, ob die Seriennummern der Module aus der fehlerhaften Produktionscharge stammen. Unter http://solarfabrik.suncycle.eu/ findet man nicht nur die Seriennummernprüfung, sondern auch Antworten zu häufig gestellten Fragen sowie ein Formular, mit dem ein unverbindliches Reparaturangebot schnell und einfach angefordert werden kann.

Suncycle bietet neben der  Reparatur der Anschlussdosen im eigenen PV-Leistungszentrum auch eine Vor-Ort-Reparatur als Expresslösung. Das Suncycle-Team beantwortet gerne Anfragen und übernimmt eine schnelle Detailplanung der Reparatur. Anlagenbetreiber mit Solar-Fabrik-Modulen in ganz Europa können ab sofort die Reparatur beauftragen.

Quelle: Suncycle