Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zuverlässigkeit von TPedge-Modulen erfolgreich getestet

07.02.2017

Das TPedge-Konzept reduziert die Material- und Produktionskosten von Modulen, indem es auf Einkapselungsfolien und den Laminationsprozess verzichtet. Gleichzeitig erhöht es die Alterungsstabilität der PV-Module erheblich. Im Projekt »TPedge« haben Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern Prozesse entwickelt, um die neuartigen PV-Module industriell herzustellen. Zahlreiche Prototypen wurden jetzt umfangreich geprüft und die hohe Zuverlässigkeit des Modulkonzepts bestätigt.

TPedge-Module sind randversiegelte Doppelglas-Module mit einer großen Ähnlichkeit zu Isolierglasfenstern. Die Solarzellen werden im gasgefüllten Scheibenzwischenraum mit Hilfe kleiner Klebstoff-Pins befestigt. TPedge verzichtet auf traditionelle Einkapselungsfolien sowie den Modulrahmen und spart daher nicht nur Materialkosten, sondern auch den zeitaufwendigen Laminationsprozess.


TPedge-Modul mit 2 mm-Dünnglas während der Flächenlastprüfung.

©Fraunhofer ISE


Elektrolumineszenz-Aufnahmen der geprüften Module nach 4000 Stunden Feuchte-Wärme-Prüfung (85 °C, 85% r.H.); TPedge-Modul (links), Glas-Glas-Laminat (Mitte), Glas-Folie-Laminat (rechts).

©Fraunhofer ISE

Im Projekt »TPedge – Entwicklung einer Technologie für randversiegelte Solarmodule« hat das Fraunhofer ISE mit der Firma Bystronic glass Prozesse für die industrielle Herstellung des neuartigen Solarmodulkonzepts entwickelt. »Der Sprung vom Laborprototyp zur industriellen Standardmodulgröße (60-Solarzellen) ist uns erfolgreich gelungen«, so Max Mittag, Projektleiter am Fraunhofer ISE.

Das Fraunhofer ISE konnte in seinem PV Module-TEC (Module Technology Center) automatisierte Produktionssysteme für TPedge-Module in Betrieb nehmen und zahlreiche Prototypen mit unterschiedlichem Aufbau herstellen. Die Prozesse für die industrielle Herstellung wurden weiterentwickelt und optimiert.

Durch den Einsatz von 2 mm-Dünngläsern konnte außerdem eine Gewichtsreduktion der TPedge-Module um 30 Prozent erreicht werden, verglichen mit der Ausführung in 3 mm-Doppelglas. Die gemeinsam mit Bystronic glass hergestellten Prototypen wurden umfangreichen Modulprüfungen gemäß IEC 61730/61215 unterzogen.

Die Ergebnisse bestätigen die hohe Beständigkeit und technische Reife des Modulkonzepts. Geprüft wurden TPedge-Module unterschiedlichen Aufbaus sowie Glas-Folien-Laminate und Glas-Glas-Laminate als Referenz. Auch die Beständigkeit gegen Hagel und Flächenlast war Gegenstand der Prüfungen.

Alterungsbeständigkeit

In der Feuchte-Wärme-Prüfung wurden TPedge-Module mit verschiedenen kommerziellen Solarzellen über 4000 Stunden einer Temperatur von 85 °C sowie einer relativen Luftfeuchte von 85 Prozent ausgesetzt. Die Module zeigen gegenüber initialen Leistungsmessungen keinerlei Veränderung. Herkömmliche Module (Glas-Folie-Laminate und Glas-Glas-Laminate) hingegen zeigen nach 4000 Stunden teils erhebliche Degradation. Auch die Prüfung auf Beständigkeit gegen thermische Wechsellasten wurde erfolgreich bestanden. Das TestLab PV Modules des Fraunhofer ISE wies die Beständigkeit von TPedge-Modulen durch 400 Temperatur-Zyklen (-40 °C … + 85 °C) nach.


Mechanische Beständigkeit

Unter Verwendung von kommerziellen Befestigungssystemen wurden Prüfungen auf Beständigkeit gegen mechanische Lasten und Hagel am Fraunhofer ISE durchgeführt. Die geprüften Module wurden in unterschiedlichen Montagesituationen bis zu einer Druckbelastung von 5400 Pa erfolgreich geprüft. Trotz teilweise mehrfacher Wiederholung der Flächenlastprüfung wurde anschließend keine Veränderung der Modulleistung gemessen. Die Beständigkeit des am Fraunhofer ISE entwickelten TPedge-Konzepts gegen Hagelschlag wurde ebenfalls überprüft und dabei auch Module mit 2 mm Glasdicke erfolgreich getestet. Kritische Stellen des Moduls wie z. B. Glaskanten wurden mit 25 mm großen Hagelkörnern beschossen. Die geprüften Module haben die Prüfungen ohne Schäden bestanden und konnten erfolgreich auch in weiteren Prüfungen verwendet werden.


Kostenersparnis

Mit am Fraunhofer ISE entwickelten Modellen zur Berechnung der Cost of Ownership nach dem SEMI-Standard, einer hochpräzisen Zelle-zu-Modul-Leistungsanalyse (CTM), und Messungen des CalLab PV Modules wurden die spezifischen Modulkosten (€/Wp) für TPedge und relevante Konkurrenz-Modultechnologien berechnet. »Die spezifischen Modulkosten des TPedge-Modulkonzepts liegen ca. 2 Prozent unter denen herkömmlicher Glas-Folie-Laminate«, so Mittag. »Erreicht wird die Kostensenkung vor allem durch niedrigere Materialkosten, die ca. 90 Prozent der gesamten Modulproduktionskosten inklusive Zellen ausmachen.« Auch gegenüber Glas-Glas-Laminaten reduziert TPedge die Materialkosten.

Das Projekt »TPedge« startete Anfang 2013 und wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Das Fraunhofer ISE und der Projektpartner Bystronic glass entwickelten die TPedge-Modultechnologie und industrielle Produktionsmöglichkeiten erfolgreich weiter. Das Fraunhofer ISE rüstete bereits die Fassade eines Laborgebäudes mit 70 TPedge-Modulen aus und betreibt diese nun erfolgreich seit über drei Jahren im Feldtest. In weiteren Arbeiten werden vielversprechende Ansätze zur Erhöhung der Modulleistung untersucht und die besondere Eignung des Konzepts für gebäudeintegrierte Photovoltaik genutzt. Eine industrielle Umsetzung mit interessierten Partnern wird angestrebt.

Weitere Informationen:

https://www.ise.fraunhofer.de

Karin Schneider | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Weitere Berichte zu: Bystronic Energiesysteme ISE Solare Energiesysteme Solarmodule Solarzellen TPedge

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Präziser Blick ins Innerste von Transistoren hilft Energie sparen
10.01.2019 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht Edle Metalle aus Elektronikschrott
09.01.2019 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Roter Riesenvollmond in den Morgenstunden des 21. Januar

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Frühaufsteher sind diesmal im Vorteil: Wer am Morgen des 21. Januar 2019 vor 6:45 Uhr einen Blick an den Himmel wirft, kann eine totale Mondfinsternis bestaunen. Dann leuchtet der sonst so strahlende Vollmond zwischen den Sternbildern Zwillingen und Krebs glutrot.

Um das Finsternis-Spektakel in seiner gesamten Länge zu verfolgen, muss man allerdings sehr früh aus dem Bett: Kurz nach 4:30 Uhr beginnt der Mond sich langsam...

Im Focus: Atomarer Mechanismus der Supraschmierung aufgeklärt

Das Phänomen der sogenannten Supraschmierung ist bekannt, es war jedoch auf atomarer Ebene bislang nicht zu erklären: Wie entsteht die extrem niedrige Reibung beispielsweise in Lagern? Forscherinnen und Forscher der Fraunhofer-Institute IWM und IWS entschlüsselten gemeinsam einen universellen Mechanismus der Supraschmierung bei bestimmten diamantähnlichen Kohlenstoffschichten in Verbindung mit organischen Schmierstoffen. Auf dieser Wissensbasis ist es nun möglich, Designregeln für supraschmierende Schicht-Schmierstoff-Kombinationen zu formulieren. Die Ergebnisse präsentiert ein Artikel der Zeitschrift Nature Communications, Ausgabe 10.

Eine der wichtigsten Grundvoraussetzungen für nachhaltige und umweltfreundliche Mobilität ist, Reibung zu minimieren. Diesem wichtigen Vorhaben widmen sich...

Im Focus: Elucidating the Atomic Mechanism of Superlubricity

The phenomenon of so-called superlubricity is known, but so far the explanation at the atomic level has been missing: for example, how does extremely low friction occur in bearings? Researchers from the Fraunhofer Institutes IWM and IWS jointly deciphered a universal mechanism of superlubricity for certain diamond-like carbon layers in combination with organic lubricants. Based on this knowledge, it is now possible to formulate design rules for supra lubricating layer-lubricant combinations. The results are presented in an article in Nature Communications, volume 10.

One of the most important prerequisites for sustainable and environmentally friendly mobility is minimizing friction. Research and industry have been dedicated...

Im Focus: Feuertaufe bestanden: EU-Partner testen erfolgreich neue Software für Weltraumroboter in Marokko

Rechtzeitig vor Weihnachten wurde die vom Robotics Innovation Center des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) im EU-Projekt FACILITATORS koordinierte Mars-analoge Mission in Marokko erfolgreich beendet. Ein Team von mehr als 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus elf Ländern erprobte im Rahmen des Strategic Research Clusters (SRC) on Space Robotics Technologies der Europäischen Union von Mitte November bis Mitte Dezember 2018 in der Wüste des Maghreb-Staates Technologien, die zukünftig für die Erkundung von Mars und Mond eingesetzt werden sollen.

Die Region Erfoud nahe der Grenze zu Algerien – bei Touristen auch für ihre eindrucksvollen Sanddünen bekannt – bot für die vierwöchige Feldtestkampagne ideale...

Im Focus: Mission completed – EU partners successfully test new technologies for space robots in Morocco

Just in time for Christmas, a Mars-analogue mission in Morocco, coordinated by the Robotics Innovation Center of the German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI) as part of the SRC project FACILITATORS, has been successfully completed. SRC, the Strategic Research Cluster on Space Robotics Technologies, is a program of the European Union to support research and development in space technologies. From mid-November to mid-December 2018, a team of more than 30 scientists from 11 countries tested technologies for future exploration of Mars and Moon in the desert of the Maghreb state.

Close to the border with Algeria, the Erfoud region in Morocco – known to tourists for its impressive sand dunes – offered ideal conditions for the four-week...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Lasersymposium Elektromobilität in Aachen

11.01.2019 | Veranstaltungen

Die Rolle des Menschen in der digitalisierten Arbeitswelt

10.01.2019 | Veranstaltungen

Vom Verbrenner zum E-Fahrzeug!

09.01.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Heilende Wirkung von Radon

14.01.2019 | Medizin Gesundheit

5000 mal schneller als ein Computer

14.01.2019 | Physik Astronomie

Neuartiger Schaltkreis für die Quantenphotonik entwickelt

14.01.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics