Solarenergieforschung macht Deutschland zum weltweiten Technologieführer

Vom 26. bis 27. September findet an der Leibniz Universität Hannover eine gemeinsame Tagung des ForschungsVerbunds Sonnenenergie (FVS) und Bundesverband Solarwirtschaft (BSW-Solar) statt. Schwerpunktthema ist die Entwicklung innovativer Produktionstechnologien.

Forschung und Industrie haben in Deutschland in den vergangenen Jahren modernste Fertigungsverfahren zur Marktreife gebracht und damit Deutschlands Rolle eines Technologieführers in der weltweiten Solarwirtschaft ermöglicht. Deutsche Maschinen- und Anlagenbauer errichten in aller Welt High-Tech-Produktionsanlagen für Solartechnik und schaffen hierzulande Arbeitsplätze.

Allein in Deutschland entstehen in diesem Jahr 15 neue Solarfabriken größtenteils mit deutschem Zulieferer-Know-how. Auf der Tagung präsentieren internationale Experten die neuesten Entwicklungen der Produktionstechnologien für den weltweit boomenden Solarmarkt auf dem Weg vom Forschungslabor zur industriellen Massenfertigung.

„Umwelttechnologien und insbesondere die innovativen Energietechnologien sind die Leitmärkte der Zukunft. Wer das zuerst versteht, hat gegenüber anderen Akteuren im Wettbewerb eine Reihe von Vorteilen“, sagt Bundesumweltminister Sigmar Gabriel, der die Schirmherrschaft der Tagung übernommen hat.

Deutschland bietet der Solarenergie viele Standortvorteile: Maschinenbau, Zulieferindustrie und Solarenergieforschung sind sehr gut entwickelt. Doch hat ein harter internationaler Wettbewerb eingesetzt, da immer mehr Länder auf den weltweit wachsenden Solarmarkt drängen und ihre Forschungsanstrengungen intensivieren. Um die Spitzenstellung in einer Leitindustrie des 21. Jahrhunderts zu verteidigen, werden erhöhte Anforderungen an Forschung und Entwicklung in Deutschland gestellt. Mehr Forschungsförderung ist eine wichtige Voraussetzung. Der FVS empfiehlt eine jährliche Anhebung der Forschungsmittel für Technologien der Energieeffizienz und der erneuerbaren Energien um 20 Prozent pro Jahr für die nächsten fünf Jahre auf jährlich 400 Millionen Euro.

Zudem muss die anstehende Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien stabilisieren – auch um den industriellen Solarstandort Deutschland weiter zu entwickeln.

Die Institute des ForschungsVerbunds Sonnenenergie forschen und entwickeln in den Themenbereichen Photovoltaik, Solarthermie und solarthermische Kraftwerke. Sie bieten den Industriepartnern für gemeinsame Entwicklungsarbeiten eine sehr gute Infrastruktur und eine langjährige Erfahrung.

Highlights der Produktionstechnologieentwicklungen

1. Industrietaugliche Lasertechnologie macht Solarzellen billiger
Die am ISFH entwickelte Ultrakurzpuls-Laserprozessierung ermöglicht schadensfreie Strukturierung von passivierenden Oxidschichten auf Solarzellen. Die mit dieser industrietauglichen Lasertechnologie erzeugten Punktkontaktöffnungen gehören zu den Schlüsselelementen für die Herstellung von Hocheffizienz-Solarzellen. Mit dieser Laserstrukturierungstechnologie wird eine produktionsrelevante Alternative zur kostenintensiven Photolithographie bereitgestellt.
2. Hocheffiziente Si-Solarzelle für die Massenproduktion bei Q-Cells
In einem gemeinsamen Projekt der Q-Cells AG, mit den beiden führenden Siliciumwafersolarzellen-Instituten ISFH und Fraunhofer ISE ist eine rückseitig kontaktierte Hocheffizienz-Solarzelle für die Massenproduktion entwickelt worden, die Wirkungsgrade deutlich oberhalb von 20 Prozent erreicht. Auf Basis dieser Entwicklung trifft die Q-Cells AG die Investitionsentscheidung für den Bau einer Produktions-Pilotlinie, um die industrielle Massenproduktion dieser neuen Solarzelle vorzubereiten.
3. Hochgenaues Messverfahren zur Fertigung solarthermischer Kraftwerke
Die Leistung der konzentrierenden solarthermischen Kraftwerke hängt stark von der geometrischen Präzision von Kollektoren, Komponenten und Nachführung ab. Enge Toleranzen stehen jedoch in Konkurrenz zu kostengünstigen Herstellungs- und Fertigungsverfahren. Das DLR entwickelte ein hochgenaues optisches und dennoch kosteneffektives Messverfahren, um die Formgenauigkeit der einzelnen Kollektormodule (70 qm) innerhalb einer Fertigungsstraße automatisiert zu überprüfen. Dabei wird eine für Baustellen ungewohnt hohe Messgenauigkeit von 0,3 mm erreicht. Diese gewährleistet, dass mehr als 95 Prozent aller vom Kollektorspiegel reflektierten Sonnenstrahlen das Absorberrohr treffen. Jeder Prozentpunkt, der hier verschenkt würde, bedeutet in einem 50 MW Solarkraftwerk Erlöseinbußen von mehr als 300.000 Euro pro Jahr, das heißt sechs Millionen Euro über eine zwanzigjährige Betriebsdauer. Das DLR vermarktet diese Messtechnik über ein dafür ausgegründetes Unternehmen.
4. Wirkungsgradrekord neuer Wechselrichter für Solaranlagen
Am Fraunhofer ISE wurde der weltweit erste Photovoltaikwechselrichter mit Siliciumkarbid-Transistoren entwickelt. Durch den Einsatz der neuen MOSFET-Transistoren wurde ein neuer Wirkungsgradrekord für Wechselrichter von 98,5 Prozent erzielt. Die neuen SiC-Transistoren wurden von der Firma CREE (USA) entwickelt und zeichnen sich durch einen extrem kleinen Widerstand und sehr niedrige Schaltverluste bei hoher Sperrspannung aus. Durch höhere Wirkungsgrade und höhere Schaltfrequenzen lassen sich die Kosten und das Gewicht der Wechselrichter deutlich reduzieren. Das Fraunhofer ISE ist exklusiver Partner der Firma CREE.

Hintergrundinformationen

1. ForschungsVerbund Sonnenenergie
Der ForschungsVerbund Sonnenenergie ist eine Kooperation außeruniversitärer Forschungsinstitute. Das Themenspektrum reicht von Solarenergie über Wasserstofftechnologie und Geothermie bis hin zur Windenergie. Mit etwa 1500 Mitarbeitenden repräsentiert der FVS ungefähr 80 Prozent der Forschungskapazität für erneuerbare Energien in Deutschland und ist damit der stärkste Kompetenzpool für erneuerbare Energien in Europa.
Dies sind die Mitgliedsinstitute des FVS:
– DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
– FZJ Forschungszentrum Jülich GmbH
– Fraunhofer IBP Fraunhofer-Institut für Bauphysik
– Fraunhofer ISE Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
– GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam Stiftung des öffentlichen Rechts
– HMI Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH
– ISFH Institut für Solarenergieforschung Hameln Emmerthal gGmbH
– ISET Institut für Solare Energieversorgungstechnik e.V.
– ZAE Bayern Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V.
– ZSW Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Gemeinnützige Stiftung
2. Bundesverband Solarwirtschaft
Der BSW-Solar ist der größte Wirtschaftsverband von Solarfirmen in Deutschland mit über 600 Mitgliedern der gesamten Produktions- und Vertriebskette.
Pressekontakt:
Petra Szczepanski, Öffentlichkeitsarbeit ForschungsVerbund Sonnenenergie
Kekuléstraße 5, 12489 Berlin
Tel. 030/ 8062-1337, Mobil 0170/ 631 9478
Fax 030/ 8062-1333
E-Mail: fvs@hmi.de
Dr. Sebastian Fasbender, Pressestelle BSW-Solar
E-Mail: presse@bsw-solar.de
Tel. 030 / 297778830