Konzentratoroptiken bündeln einfallende Strahlung auf thermische oder photovoltaische Empfänger. Wir untersuchen und bearbeiten ein- und mehrstufige Konzentratorkonzepte basierend auf reflektiven (z.B. parabolischen Spiegeln, Heliostaten) oder refraktiven Optiken (z.B. Fresnel-Linsen oder dielektrische Sekundärkonzentratoren) für linien- oder punktfokussierende Systeme in schwach-, mittel- und hochkonzentrierenden Anwendungen. Anwendungsgebiete sind konzentrierende Kollektoren für solarthermische Kraftwerke (CSP) und Optiken für die Konzentrator-Photovoltaik (CPV). Weitergehende Informationen hierzu finden Sie in den Marktbereichen Solarthermische Kraftwerke und Konzentratorsysteme .

Mit unserem umfangreichen Know-how unterstützen wir Kunden, die Konzentratoroptiken in verschiedensten Anwendungen einsetzen und optimieren wollen.

Unser Leistungsangebot erstreckt sich von fundamentalen Untersuchungen zur Optik und Materialeigenschaften über Design und Simulation von Konzentratoren bis hin zur optischen Charakterisierung mit unterschiedlichsten Messanordnungen.

Design und Optimierung von Konzentratoroptiken
Optische Charakterisierung und Qualifizierung
Untersuchungen zu Verschmutzung und Degradation

Design und Optimierung von Konzentratoroptiken

Konzentratoroptiken bündeln einfallende Strahlung auf thermische oder photovoltaische Empfänger. Wir bieten ihnen professionelle Unterstützung beim Design von ein- und mehrstufigen Konzentratorkonzepten basierend auf reflektiven (z.B. parabolischen Spiegeln, Heliostaten) oder refraktiven Optiken (z.B. Fresnel-Linsen oder dielektrische Sekundärkonzentratoren).
Unsere Werkzeuge reichen von der reinen optischen Simulation mittels Strahlverfolgung bis zur Gesamtsystemoptimierung. In unseren Simulationen berücksichtigen wir Parameter, wie z.B. spektrale Eigenschaften, Temperaturverhalten, Winkelabhängigkeiten sowie optische Fehler, die wir vorab experimentell bestimmen.

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Optische Charakterisierung und Qualifizierung

Je nach Anwendung beeinträchtigen die Verschmutzung von Oberflächen, z.B. durch Wüstenstaub, als auch die Degradation von Materialien durch Umweltbelastungen die Eigenschaften eines Konzentratorsystems in beträchtlichem Umfang. Daher bieten wir Untersuchungen zu Belastungen und Auswirkungen auf das Gesamtsystem an.

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ProKonPV - Produktionstechnologien für die optisch konzentrierende Photovoltaik

Laufzeit
01.04.2006 - 31.03.2009

Auftraggeber/Förderung
BMU, FKZ 0327567

Kooperationspartner
Concentrix Solar GmbH

Projektinhalt
In dem Projekt „Produktionstechnologien für die optisch konzentrierende Photovoltaik – ProKonPV“ wurden produktionstechnologische Aspekte für das Konzept der FLATCON-Konzentratormodule entwickelt, untersucht und bewertet. Bisher wurden diese Module von Hand gebaut. Im Rahmen dieses Projektes wird erstmals eine Vielzahl von Modulen auf neuen Fertigungsanlagen hergestellt. Hierzu waren unterschiedliche Verbindungstechnologien und Herstellungsprozesse zu untersuchen und spezifisch zu bewerten. Aspekte wie Durchsatz, Stückkosten und vor allem Zuverlässigkeit im Produktionsprozess sowie in der Anwendung sind Fragestellungen, die im Projekt untersucht wurden. Die entwickelten Prozesse sollen sich auch zur industriellen Fertigung von einigen Megawatt an FLATCON-Modulen eignen. Weiterhin wurden die optischen Komponenten des Systems weiterentwickelt und im Hinblick auf Produktionstauglichkeit evaluiert.

Das Gesamtprojekt ist in dem Marktbereich Konzentratorsysteme beheimatet.

In dem Marktbereich Konzentratoroptik wurden eine Reihe von Teilaufgaben bearbeitet:

• Entwicklung, Siumulation und Optimierung der Konzentratoroptik
• Untersuchungen zu sekundären Konzentratorstufen
• Erhöhung der optischen Effizienz, Erhöhung der Konzentration (1000 X) und der Winkelakzeptanz
• Aufbau einer Modulcharakterisierung für CPV-(FLATCON-)-Module (Modulflasher)
• Aufbau eines Linsenmessplatzes zur Charakterisierung und Qualitätssicherung in der Produktion
• Alternative Herstellverfahren für Primär- und Sekundäroptiken
• Prägen und Laminieren von Fresnellinsenplatten
• Modellierung und Berechnung der Bauchung der Glasscheiben bei geschlossenen Modulen.
  
  

Ergebnisse:
Endbericht (in deutsch) 6.3 MB