Forschungsprojekte

Die Integration von Photovoltaik in bestehende Flächen, Geräte und Hüllen erfordert neue Modulkonzepte und damit auch Modul-Herstellungsverfahren. Gewölbte PV-Module können zum Beispiel in Dächern von E-Fahrzeugen eingesetzt werden. Der Prototyp eines gewölbten PV-Autodaches wurde 2019 am Fraunhofer ISE hergestellt. Um gewölbte PV-Module industriell herstellen zu können, werden im Projekt »3D« ein Industrie-Laminator sowie die benötigten Prozesse und Modulkonzepte entwickelt. Außerdem werden Methoden für die mechanische und elektrische Charakterisierung ausgearbeitet und erprobt. Dabei werden Solarzellenstrings durch Magnetic Field Imaging (MFI) und leitfähige Klebstoffe mittels Dynamisch Mechanischer Analyse (DMA) untersucht. | Laufzeit: 02/2021 - 01/2024

Der Klimawandel ist in den letzten Jahren in Deutschland konkret erlebbar geworden. Hitzesommer und geringe Niederschläge in den Wintern haben vielerorts zu massiven Problemen in der Landwirtschaft geführt. Geschützter Anbau unter Folien ist ein aktueller Trend, der zusätzliche Kosten und Müllprobleme verursacht. In diesem Projekt sollen hochtransparente organische Solarzellen entwickelt werden, die das für Pflanzen wichtige sichtbare Licht hindurchlassen und den infraroten Anteil zur Stromerzeugung nutzen. Diese könnten es möglich machen, aus den Folienabdeckungen, die die Pflanzen vor Starkregen, Hagel, Sonnenbrand und Austrocknung schützen sollen, gleichzeitig den dringend benötigten Solarstrom für eine gelingende Energie- und Mobilitätswende zu gewinnen. | Laufzeit: 09/2021 - 07/2024

In dem Projekt »APV-MaGa« soll eine dreifache Landnutzung für ländliche Regionen Westafrikas untersucht und implementiert werden: Der Anbau von Nahrungsmitteln, die Produktion von Solarstrom sowie die Regenwassergewinnung und -speicherung über die installierten Solarmodule. So wird die bisherige Doppelnutzung der Agri-Photovoltaik um den Bereich des Wassermanagements erweitert. Das internationale Konsortium aus Deutschland, Mali und Gambia vereint FuE-Aktivitäten der Agrarwissenschaft, Sozioökonomie und Solarenergie, um die Herausforderungen und Möglichkeiten der Agri-PV aufzuzeigen und ein tieferes Verständnis der Synergien und Wechselwirkungen des Lebensmittel-Wasser-Energie-Nexus zu erlangen. | Laufzeit: 08/2020 - 07/2023

Der Landwirtschaftssektor steht vor neuen Herausforderungen. Im Zuge des Klimawandels müssen Strategien entwickelt werden, um negative Auswirkungen auf Ernten zu vermeiden. Der Obstbau in Deutschland ist bereits heute von den Folgen des Klimawandels betroffen: steigende Temperaturen, veränderte Niederschlagsverteilung und immer häufiger eintretende extreme Wetterereignisse wie Hagel und Starkregen. Der Erwerbsobstanbau setzt somit vermehrt Hagelschutznetze und Folien ein, um Qualitäts- und Ertragseinbußen zu verhindern. Im Rahmen des Projekts »APV-Obstbau« soll untersucht werden, inwiefern die Agri-Photovoltaik (Agri-PV) diese Schutzfunktion im Apfelanbau übernehmen kann, welches Anlagendesign für diese Kultur sinnvoll ist und in welcher Art sich die Agri-PV-Anlage auf die Ernteerträge auswirkt. | Laufzeit: 04/2020 - 03/2025

In AgriChance werden Chancen und Risiken der AgriPV für Landwirtschaft und Energiewenden in Hamburg untersucht. Die Ergebnisse dienen als Entscheidungshilfevorhaben zur Darlegung des Potenzials, der ökonomischen Betrachtung und der energetischen Integration. | Laufzeit: 11/2022 - 08/2025

Das Potential für die dachintegrierte Photovoltaik ist erheblich. Allein die gebäudeintegrierte Photovoltaik wird laut einer Studie des Fraunhofer ISE für Deutschland mit einem technischen Potential von 1.000 GW beziffert. Dabei entfällt der Großteil dieses Segments auf Dachflächen. Vor diesem Hintergrund werden in Zukunft kostengünstige, optisch attraktive und einfach zu installierende Photovoltaik-Lösungen für die Dachintegration besonders gefragt sein. Im Projekt »Baldachin« entwickeln wir mit unseren Partnern ein innovatives Solardachelement für die gebäudeintegrierte Photovoltaik der nächsten Generation, das in Form und Farbe den klassischen Dachziegeln folgt, ohne dass Solarzellen sichtbar sind. | Laufzeit: 07/2021 - 06/2024

Im EU-Projekt »Construct PV« werden kundenspezifisch hergestellte PV-Module für die Bauwerksintegration (BIPV) entwickelt und in Pilotanwendungen erprobt. Das Projekt konzentriert sich auf BIPV-Anwendungen im opaken Bereich der Gebäudehülle. Bei den Entwicklungen wird Priorität auf hohen Ertrag, ansprechende Ästhetik und niedrige Kosten gelegt, wobei nicht nur die Herstellungskosten für die Module, sondern auch die Kosten für die Planung, Installation und den Betrieb berücksichtigt werden. Dabei wird insbesondere Wert darauf gelegt, dass sich die zusätzlichen Investitionskosten [€/m2] amortisieren, die wegen der Integration der Funktion »Solarstromerzeugung« bei der Gebäudehülle anfallen. Im Projekt wurden mehrere Neuentwicklungen zum Patent angemeldet, in diesem Beitrag werden neu entwickelte BIPV-Schindeln und ihr erfolgsversprechendes elektrisches Verhalten unter klimatischer und mechanischer Lasten dargestellt. | Laufzeit: 02/2013 - 01/2018

Wie soll der PV Tracker optimal tracken? Diese Frage wird im Projekt »DeepTrack« gemeinsam mit der PV Zimmermann Tracker GmbH erforscht. Hierbei werden neueste KI- und Kraftwerksimulationsmethoden angewendet, um den Ertrag von komplexen Kraftwerken, wie zum Beispiel Agri-PV Kraftwerken, zu maximieren. Die Methoden werden in einer Pilotanlage auf dem solaren Testfeld in Merdingen implementiert und untersucht. | Laufzeit: 03/2023 - 02/2025

Ziel des Projekts ist es, die Auswirkungen mehrerer FPV-Anlagenkonfigurationen auf verschiedene Seentypen zu untersuchen. Diese Erkenntnisse sollen anschließend genutzt werden, um bei der FPV-Anlagenplanung betroffene aquatische Ökosysteme bestmöglich vor durch Klimawandel induzierten Veränderungen abzuschirmen. | Laufzeit: 01/2022 - 12/2024

Im Forschungsprojekt HUMAX sollen verschiedene Maßnahmen zum Humusaufbau und zur Verbesserung des Bodenkohlenstoffgehaltes in unterschiedlichen Kombinationen untersucht werden. Ziel ist es, mögliche Synergien der Maßnahmen zu identifizieren und kombinierte Anwendungsoptionen aufzuzeigen. Ein Alleinstellungsmerkmal des Projektes HUMAX ist, dass diese Maßnahmen in Agri-Photovoltaik-Anlagen (Agri-PV) und Agroforst-Systemen (AFS) angewendet werden sollen. In einem innovativen Ansatz des Projektes HUMAX sollen Maßnahmen des Humusaufbaus (Zwischenfrüchte, Winterbegrünung, Kompostapplikation, u.a.) mit vielversprechenden Maßnahmen wie Pflanzenkohle kombiniert und getestet werden. Durch die Kombinationen der verschiedenen humusaufbauenden Maßnahmen sollen Wege gefunden werden, den Humusaufbau und damit die Kohlenstoffbindung, d.h. die Funktion des Bodens als Kohlenstoff-Senke zu maximieren | Laufzeit: 05/2023 - 04/2029