Photovoltaik

Solarenergie ist bereits heute die kostengünstigste Option für neue Kraftwerke in vielen Teilen der Welt. Die Herausforderung ist es die richtigen Technologien zu finden die es uns erlauben die Kosten der Solarenergie weiter zu senken und diese volatile Energiequelle effizient zu nutzen

– das bedeutet große Mengen von Überproduktion aufzunehmen wenn die Sonne scheint, aber Solarstrom auch dann zur Verfügung zu stellen wenn es dunkel ist! Der Bereich Erneuerbare Energien betreibt angewandte Energieforschung im Bereich der Photovoltaik um den Strukturwandel in unserem Energiesystem zu begleiten. Das Arbeitsspektrum konzentriert sich auf die Bereiche der kombinatorischen hoch automatisierten Materialforschung, eigene Konzepte und Herstellprozesse für Solarmodule auf Basis gedruckter Halbleiter (z. B. OPV), Methoden für die Charakterisierung und Optimierung von Solarmodulen und Anlagen, sowie Smart-Grid Technologien für die Integration von volatilem Strom in das Niederspannungsnetz. Ferner verfügt der Standort Erlangen über ein akkreditiertes Prüflabor für Photovoltaik-Module. Im einzigen unabhängigen, akkreditierten Prüflabor für Photovoltaik in Nordbayern können z. B. Gutachter, Versicherer, Anlagenbetreuer und Systemhäuser Solarmodule untersuchen und prüfen lassen.

F&E-SCHWERPUNKTE:

  • Kombinatorische Materialentwicklung
  • Anlagenentwicklung für die automatisierte Materialforschung und automatisierte Messmethoden
  • Big Data Methoden und automatisiertes Lernen
  • Gedruckte Photovoltaik
  • Upscaling und Modulentwicklung für flexible PV
  • Prozessentwicklung für Druck- und Laserprozessierung
  • Charakterisierungs- und Prüfmethoden PV-Module und –Anlagen
  • Applikationsentwicklung für die Systemintegration von Photovoltaik
  • Gebäudeintegrierte Photovoltaik
  • Degradation, Langzeittests und Fehleranalyse für PV-Module mit bildgebenden Defekterkennungsverfahren
  • aIR-PV – Drohnenbasierte Infrarotvermessung von PV-Anlagen
  • Prüflabor – Entwicklung von neuen Prüfstandards
  • Untersuchung von PV-Modulen, Speichern und Smart Grid Komponenten im Feldlabor und Niederspannungsnetz
  • Systemintegration von Erneuerbaren Energien in das Niederspannungsnetz
  • Charakterisierung, Modellierung und Systemintegration von Smart Grid Technologien

Forschungsgebiete

Solar Factory of the Future

Foto

In der Solarfabrik der Zukunft werden Photovoltaik-Module der dritten Generation entwickelt, die sich sowohl durch Digitaldruck als auch durch eine Kombination von Beschichtungs- und Lasertechnologien im Rolle-zu-Rolle-Verfahren herstellen lassen. Das Technikum der Solarfabrik der Zukunft auf dem Energiecampus Nürnberg bietet interessierten Partnern aus der Industrie eine Forschungsplattform für die Entwicklung „gedruckter“ PV-Technologien und deren Integration in Gebäude und (auto-)mobile Anwendungen.

Ansprechpartner

Dr. Hans-Joachim Egelhaaf
+49 911 56854 9350
hans-joachim.egelhaaf@zae-bayern.de

Smart Grids

Foto Smart-Grid

Smart Grids spielen eine wichtige Rolle bei der Integration Erneuerbarer Energien. Vor allem in den Verteilnetzen, wo der Großteil an Anlagen hinsichtlich Anzahl aber auch installierter Leistung angeschlossen ist, kann die effiziente Nutzung bestehender Infrastrukturen und gezielte Erweiterung mit neuen Technologien überdimensionierten Netzausbau vermeiden. Für die Untersuchung neuer Ansätze wurde im Projekt Smart Grid Solar der Grundstein gelegt. Neben einem Batterieteststand betreibt das ZAE am Standort Hof einen Quartierspeicher. In Arzberg wurde mit dem Testzentrum eine offene Reallabor-Plattform für zukünftige Smart Grid Technologien geschaffen.

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Christoph Stegner
+49 9131 9398-401
christoph.stegner@zae-bayern.de

Projekte

AQUAM – Qualitätsmanagement System für PV-Anlagen

Ziel des Projektes ist ein Modell zur Leistungsprognose installierter Photovoltaik-Module bei Betriebsbedingungen, so dass keine Demontage und kein Transport der PV-Module für die Inspektion erforderlich sind. Im Fokus der Untersuchungen stehen Module mit nicht offensichtlichen Defekten und optisch auffälligen Phänomenen. Zudem ist es von Interesse, wie sich Defekte und die Leistungsperformance bei diversen Umweltbelastungen verhalten. Das PV-Modul wird gleichzeitig optischen, thermomechanischen und chemischen Wechselbelastungen ausgesetzt, aber auch außergewöhnlichen Ereignissen, wie z. B. Hagel. Diese Einflüsse haben unterschiedliche Auswirkungen auf den Materialmix eines PV-Moduls. Mithilfe bildgebender Verfahren (Elektrolumineszenz u. Thermographie) sowie Simulationen wird das Alterungsverhalten installierter PV-Module untersucht und quantifiziert und eine Entscheidungsbasis für Modul- und Anlagenbewertungen gefunden.

Partner: IRCAM GmbH, Rauschert Solar GmbH

ZAE Bayern

Wir arbeiten an der Schnittstelle zwischen erkenntnisbasierter Grundlagenforschung und angewandter Industrieforschung. Unter dem Leitbild „Exzellente Energieforschung – Exzellente Umsetzung“ realisieren wir komplette Innovationspakete, die auf Synergien zwischen Erzeugung, Speicherung und Effizienzmaßnahmen bauen.

Tätigkeitsbericht 2018


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