Die Fraunhofer-Gesellschaft weitet ihr Engagement in Masdar City, Abu Dhabi, aus. Vor kurzem haben die Fraunhofer-Gesellschaft sowie Masdar, Abu Dhabis Initiative zur Förderung der Entwicklung, Kommerzialisierung und Verbreitung von Technologien und Lösungen auf dem Gebiet erneuerbarer Energien, einen Rahmenvertrag geschlossen.

Fraunhofer Forscher entwickeln gemeinsam mit ihren französischen Kollegen des Carnot-Instituts Laboratoire d‘électronique des technologies de l‘information CEA-LETI wiederverwendbare Substrate für III-V Mehrfachsolarzellen – und erhielten dafür am 5. Dezember 2011 den deutsch-französischen Wirtschaftspreis 2011.

Entwicklung und Produktion höchsteffizienter Mehrfachsolarzellen aus III-V Halbleitern verbinden das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und AZUR SPACE Solar Power seit mehr als 15 Jahren. Diese strategische Partnerschaft wurde nun durch einen auf weitere 20 Jahre angelegten Kooperationsvertrag bekräftigt. Das Fraunhofer ISE wird in den kommenden Jahren exklusiv mit AZUR SPACE, Heilbronn an neuen Generationen von Solarzellen für die Anwendung im Weltraum arbeiten.

Am 14. und 15. November 2011 findet der »Solar Summit 2011 – International Conference on Highlights and Trends in Solar Energy« im Kongresszentrum Konzerthaus Freiburg statt. Die vierte Veranstaltung der Konferenzreihe wird erstmals einen Gesamtüberblick über alle Technologien der solaren Energiewandlung bieten, Fokusthema wird in diesem Jahr die Organische Photovoltaik sein. Ergänzend zu den wissenschaftlichen Ergebnissen diskutiert die Solarbranche das Markt- und Politikgeschehen.

Mit dem Ziel, die Prüfverfahren für PV-Module weiter zu
verbessern starten Fraunhofer ISE und Fraunhofer CSE
die »PV Module Durability Initiative« (PVDI). Um
Investoren zusätzliche Daten bereitzustellen, wird diese
Initiative ein anspruchsvolles Prüfprotokoll für eine große
Auswahl von PV-Modulen definieren und damit die
Anforderungen der IEC Prüfnorm deutlich übersteigen.
Es wird das erste weithin verfügbare Programm sein, das
umfassende quantitative Daten für eine Vielzahl von
lebensdauerrelevanten Belastungen liefert.

Die Senkung der Stromgestehungskosten für Photovoltaik kann über zwei Mechanismen erfolgen: effizientere Solarzellen und geringere Produktionskosten. Mit fortschrittlichen Verfahren zur Metallisierung von Solarzellen können beide Effekte gleichzeitig erreicht werden. Im ETAlab® des Fraunhofer ISE – dem Labor für neue Solarzellenstrukturen und -prozessschritte – ist es jetzt gelungen, Solarzellenkontakte zu 100 % aus kostengünstigen Materialien herzustellen. Dabei wurden industrietaugliche Galvanik-Prozesse genutzt und teures Silber wurde vorwiegend durch Kupfer ersetzt. Die Forscher erreichten eine Solarzellen-Effizienz von 21,4 %. Besonders bemerkenswert: Dieses Ergebnis liegt auf Augenhöhe mit Vergleichswerten von Solarzellen mit einem hocheffizienten Titan/Palladium/Silber-Kontaktsystem, das in vergleichsweise teuren Vakuum-Laborprozessen erzeugt wird.

Die Lasertechnik hält immer mehr Einzug in die Solarzellenproduktion und trägt dort zur Kostenoptimierung bei. Das vom Land Nordrhein-Westfalen geförderte Verbundprojekt »Angepasste Laserprozesse für Silizium-Solarzellen«, kurz ALPS, hat den Einsatz angepasster Lasertechnik in der Solarzellenproduktion zum Ziel, um so den Preis für Photovoltaikstrom weiter zu senken.

Strom zu speichern ist aufwändig und teuer. Doch gerade für Strom-Selbstversorger weit ab vom regulären Stromnetz führt oft kein Weg an großen Batterien vorbei. Günstiger wäre es, den Strom gleich dann zu verbrauchen, wenn er anfällt. Möglich wird dies durch ein ausgeklügeltes Energie-Management-System.

Bis 2020 sollen nach den Plänen der Bundesregierung eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen unterwegs sein und gleichzeitig 35 Prozent des Stroms aus erneuerbaren, also fluktuierenden, Energien kommen. Für die Speicherung von Solar- und Windstrom stellen Elektrofahrzeuge einen wichtigen Baustein im intelligenten Netz der Zukunft dar. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben jetzt ein dreiphasiges Ladegerät mit 97% Wirkungsgrad und hoher Leistungsdichte entwickelt, das für den stationären Einsatz in einer Ladesäule sowie im Fahrzeug selbst genutzt werden kann. Das Ladegerät ist in der Lage, mit einer Nennleistung von 22 kW eine übliche Elektrofahrzeugbatterie innerhalb von 45 Minuten auf 80% zu laden. Die Neuentwicklung erfolgte im Rahmen des Verbundprojekts Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität.

2011 feiert das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE sein 30jähriges Bestehen. Was am 1. Juli 1981 als Vision von Institutsgründer Prof. Adolf Goetzberger und einem Team aus 24 Forschungspionieren in Freiburg begann, ist längst Wirklichkeit geworden. Heute ist das Fraunhofer ISE mit rund 1100 Mitarbeitenden das größte Solarforschungsinstitut Europas und weltweit einer der wichtigsten Impulsgeber und Forschungspartner für eine Energieversorgung aus 100 Prozent erneuerbaren Energien. Diese Erfolgsgeschichte wird das Institut mit einem Festakt für geladenen Gäste am Donnerstag, 7. Juli, und einem »Tag der offenen Tür« am Samstag, 9. Juli, feiern.

Durch intelligente Zähler und die Visualisierung des Stromverbrauchs können Privathaushalte durchschnittlich 3,7 Prozent Strom einsparen. Zu diesem Ergebnis kommt das vom BMBF geförderte Projekt »Intelliekon – Nachhaltiger Energiekonsum von Haushalten durch intelligente Zähler-, Kommunikations- und Tarifsysteme«, an dem unter anderem das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI beteiligt waren. Bei zeitvariablen Tarifen lag die ermittelte Einsparung sogar bei 9,5 Prozent. Eine öffentliche Präsentation der Ergebnisse findet am 26. Oktober 2011 in Frankfurt statt.

Am Samstag 9. Juli wird das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE als »Ausgewählter Ort 2011« des Innovationswettbewerbs »Deutschland - Land der Ideen« ausgezeichnet. Der 9. Juli ist Teil der Festlichkeiten zum 30jährigen Bestehen des Instituts. Seit seiner Gründung 1981 trägt es mit seiner industrienahen Forschung maßgeblich zu der Entwicklung der Solarindustrie bei und ist mit über 1000 Mitarbeitern Europas größtes Solarforschungsinstitut. Von 10 bis 15 Uhr öffnen die Freiburger Solarforscher ihre Türen und zeigen an zahlreichen Stationen und in einer Ausstellung Beispiele aus ihrer Forschung. Vorträge ergänzen das Programm.

Der »Solar Summit 2011 – International Conference on Highlights and Trends in Solar Energy« findet am 14. und 15. November 2011 im Kongresszentrum Konzerthaus Freiburg statt. Die vierte Veranstaltung der internationalen Konferenzreihe geht mit neuem Konzept an den Start. Bestimmte bislang ein einzelnes Thema den Kongress, so steht von nun an ein jährlicher Gesamtüberblick über alle Technologien solarer Energiewandlung im Fokus. Ergänzend zu aktuellen Forschungs- und Entwicklungsergebnissen werden Markt- und Politikgeschehen diskutiert. Ein besonderes Augenmerk gilt jährlich wechselnden Themen – in diesem Jahr ist es die Organische Photovoltaik.

Mehr als vier von zehn Solarzellen bestehen heute aus multikristallinem Silicium. Dieses Material ist vergleichsweise preiswert, jedoch lassen sich mit gegenwärtig industriell hergestellten multikristallinen Solarzellen nur etwa 17 % der einfallenden Sonnenstrahlung in elektrische Leistung umwandeln. Weitere 40 % aller in Modulen verbauten Solarzellen werden aus monokristallinem Silicium hergestellt. Sie erreichen zwar einen höheren Wirkungsgrad von etwa 19 %, verursachen aber während der Kristallzüchtung höhere Kosten. Mit welchem dieser beiden Materialien in Zukunft kostengünstiger Energie erzeugt werden kann, ist gegenwärtig noch offen. Um die Forschung in diesen Bereichen voranzutreiben, haben sich elf Firmen und 13 Forschungsinstitute im Verbundprojekt SolarWinS (Solar-Forschungscluster zur Ermittlung des maximalen Wirkungsgradniveaus von multikristallinem Silicium) zusammengeschlossen. In den kommenden drei Jahren wird der durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderte Forschungsverbund das Wirkungsgrad-Potenzial von multikristallinem Silicium im Vergleich zu monokristallinem Silicium ausloten.

Wie kann die Sonne als Energiequelle genutzt werden, um ländliche Gegenden in Entwicklungsländern mit Strom zu versorgen? 25 Expertinnen und Experten aus 22 Nationen werden dieser und anderen Fragen im Sommerkurs »Solar Shift – Solar Technology Applications for Rural Development« nachgehen. Der Kurs findet vom 31. Mai bis 6. Juni an der Universität Freiburg statt. Studentinnen und Studenten des »Renewable Energy Management« am Zentrum für Erneuerbare Energien (ZEE) der Universität Freiburg haben das Programm im Rahmen ihres Studiums organisiert. Auch Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE unterstützen das Projekt mit Vorträgen und Workshops.

Dr. Heribert Schmidt vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE wird am heutigen Donnerstag in der Meistersingerhalle in Nürnberg mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis für angewandte Forschung ausgezeichnet. Seine hocheffiziente HERIC®-Topologie wird bereits vielfach in Solar-Wechselrichtern eingesetzt. Im Jahr 2009 gelang damit ein Wirkungsgrad-Weltrekord von über 99 Prozent für die Umwandlung von Gleichstrom aus Photovoltaik in einspeisefähigen Wechselstrom.

Auf dem Weg von der Solarzelle zum Solarmodul sinkt der Wirkungsgrad. Optische Verluste entstehen durch den Zuwachs an inaktiver Fläche, durch Reflexion am Glas und durch Absorption in den Deckschichten. Hinzu kommen elektrische Verluste auf Grund von Serienwiderständen in den Zell- und Stringverbindern. Gewinne durch Einkapselungseffekte können diese Verluste nicht ausgleichen, so dass der Wirkungsgrad eines Moduls typischerweise um 10-15 % unter dem Zellwirkungsgrad liegt. Legt man einen Modulpreis von 1,60 €/Wp zu Grunde, entspricht dies einer Größenordnung von 50 € pro Modul. Um diese Verluste zu minimieren und die Effizienz von Solarmodulen zu verbessern, hat das Fraunhofer ISE in Freiburg ein Technologiecenter aufgebaut, das eng mit der PV-Industrie kooperiert.

Über sechzehn Stockwerke ragt das weltweit erste nach Passivhausstandard sanierte Hochhaus im Freiburger Stadtteil Weingarten in den Himmel. Nach eineinhalbjähriger Sanierung ziehen alte und neue Mieter in die Bugginger Straße 50 ein. Mit Unterstützung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE wurde der Primärenergiebedarf für Beheizung, Trinkwassererwärmung, Lüftung, Beleuchtung und Haushaltsstrom um 40 Prozent gesenkt. Auch nach der offiziellen Einweihung am 21. April setzen die Fraunhofer- Forscher ihre wissenschaftliche Arbeit fort.

Mit 540 Wissenschaftlern aus 21 Ländern ging die erste »SiliconPV – International Conference on Silicon Photovoltaics« vom 17.-20. April 2011 im Freiburger Konzerthaus erfolgreich über die Bühne. Die Teilnehmer lobten einhellig die Qualität und das Ambiente der Veranstaltung. Die neue Konferenzserie zielt auf den Austausch internationaler Wissenschaftler auf dem Gebiet der heute den Solarzellenmarkt dominierenden Siliciumtechnologie.