Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovative Photovoltaik – vom Labor an die Fassade

25.11.2015

Fraunhofer ISE demonstriert neue Zell- und Modultechnologien an der Außenfassade eines Laborgebäudes

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Außenfassade eines seiner Laborgebäude mit 70 Photovoltaik-Modulen ausgerüstet. Die Module stammen aus eigener Entwicklung und Pilotproduktion und demonstrieren das Zusammenspiel unterschiedlicher Technologien.


Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat die Außen­fassade eines seiner Laborgebäude mit 70 Photovoltaik-Modulen aus eigener Entwicklung und Pilotproduktion ausgerüstet.

©Fraunhofer ISE

Unter dem Namen TPedge hat das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Industriepartnern ein kristallines PV-Modul entwickelt, das die Folienlaminierung durch ein zeit- und kostengünstigeres Verfahren ersetzt und in diesem Projekt mit innovativen rückseitenkontaktierten Solarzellen kombiniert wurde.

Bereits bei der Einweihung des energieeffizienten Laborgebäudes 2013 war eine erste Kleinserie zur Veranschaulichung und Erprobung an der Fassade installiert. Jetzt wurde die Solarfassade fertig gestellt und die insgesamt 70 Module in Betrieb genommen.

Solarzellen

Die kristallinen PV-Module basieren auf innovativer Solarzellentechnologie mit rückseitiger Kontaktierung nach dem am Fraunhofer ISE entwickelten und patentierten sogenannten »High Performance Metal Wrap Through« (HIP-MWT)-Konzept. Die Solarzellen wurden im Photovoltaik Technologie Evaluations Center (PV-TEC) des Fraunhofer ISE in einem industrienahen Prozess entwickelt und in Kleinserie produziert.

»Durch den Einsatz ausschließlich vollautomatisierter Produktionsanlagen, z. B. einer innovativen Laseranlage für die Erzeugung der Löcher (Vias) in den Silicium-Wafern, konnten wir industrielle Taktzeiten demonstrieren«, so Dr. Florian Clement, Gruppenleiter MWT-Solarzellen und Drucktechnologie. Die HIP-MWT-Solarzellen mit Rückseitenpassivierung erzielen einen Wirkungsgrad von bis zu 20,5 Prozent.

Module

Die Solarzellen wurden mit einem patentierten Zellverbinder aus strukturierter Kupferfolie verschaltet, der die elektrischen Stringverluste auf ca. ein Prozent reduzieren kann und die mechanische Belastung der Zellen minimiert. »Die elektrische Verbindung der Solarzellen erfolgte im Module-TEC des Fraunhofer ISE auf einem speziellen Rückkontakt-Stringer, der gemeinsam mit der Firma Somont entwickelt wurde«, so Dr. Harry Wirth, Bereichsleiter Photovoltaische Module, Systeme und Zuverlässigkeit am Fraunhofer ISE. Innovativ ist auch die Verkapselung der verschalteten Solarzellen zwischen zwei Gläsern. Die Solarzellen sind nicht wie üblich zwischen Folien laminiert, sondern in einem Glas-Glas-Modul punktuell fixiert. Die Ränder der TPedge-Module werden mit einem thermoplastischen Material abgedichtet, ein zusätzlicher Aluminiumrahmen ist nicht notwendig. Dieser neue Modulaufbau ist ebenfalls eine Entwicklung des Fraunhofer ISE, die zusammen mit dem Partner Bystronic glass unter dem Namen TPedge entwickelt und auch durch ein Patent geschützt wurde.

Kooperationen

Insgesamt wurden mit eigens entwickelten Automatisierungslösungen über 100 TPedge-Module fertiggestellt. Ein Teil davon wurde getestet und hat kritische Prüfsequenzen der IEC-Norm 61215 erfolgreich durchlaufen. Verschiedene externe und interne Partner haben zum Gelingen des Projekts beigetragen. »Als Maschinenbauer für Architekturglas konnten wir zeigen, dass auf einer modifizierten TPS®-Fertigungslinie auch TPedge-Module für Fassadenan-wendungen gefertigt werden können«, so Tobias Neff, Produktmanager beim Industriepartner Bystronic glass. »In unserem Werk wurden die Rückgläser mit den Zellen mit einem dünnen TPS®-Abstandhalter versehen, automatisch zusammengebaut und mit Silikon versiegelt.«
Fassadenintegration und Ertragsanalyse

Die frühzeitige Zusammenarbeit mit den Architekten des Demonstrationsgebäudes ermöglichte eine gelungene architektonische Integration der PV-Module und der benachbarten Faserzementpaneele über eine gemeinsame Fassaden-Unterkonstruktion. Seit Oktober liefert die PV-Fassade Strom an Verbraucher im Gebäude. Ein Team des Fraunhofer ISE erfasst kontinuierlich elektrische und meteorologische Größen, um den Betrieb auszuwerten. Das Monitoring soll den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am Fraunhofer ISE auch dazu dienen, die Ertrags-analysemethoden für gebäudeintegrierte Fassadenanlagen mit Teilverschattung weiter zu entwickeln.

Förderung

Diese Entwicklungen werden in verschiedenen Projekten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Weitere Informationen:

http://www.ise.fraunhofer.de

Karin Schneider | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Additive Fertigung: Bauteile völlig neu denken
02.12.2016 | Hochschule Landshut

nachricht Kombination von Isolierung und thermischer Masse
01.12.2016 | Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie