Forschungsprojekte

Ziel des Vorhabens ist die Bereitstellung von Algorithmen zur Generierung von adaptiven, auf das spezifische PV-System und dessen Standort optimierten intra-day und day-ahead Prognosen der PV-Erzeugungsleistung. Die zu entwickelnden Algorithmen sollen die Wirtschaftlichkeit von dezentralen Energiemanagementsystemen im Hinblick auf eine oder mehrere vorgegebene Zielgrößen erhöhen, bspw. die Maximierung des Eigenverbrauchs, die Vermeidung von Abregelungsverlusten, die Netzdienlichkeit, die Spitzenlastreserve oder die Speicherauslegung. Anwendungsfeld des dezentralen Energiemanagements sind netzgekoppelte PV-Systeme von Privat- und Gewerbekunden in der Leistungsklasse von einigen kW bis einigen hundert KW, mit integriertem Speicher und perspektivisch mit Lastverschiebungsoptionen. | Laufzeit: September 2016 - Dezember 2019

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

Bis 2050 wird weltweit ein Zubau von etwa 73 Terawatt an installierter Photovoltaik-Leistung erwartet. Für diesen geplanten Ausbau werden große Mengen an Rohstoffen benötigt, unter anderem Kupfer und Aluminium für Kabel und Transformatoren. Die Anhebung der PV-Anlage in die Mittelspannung hat das Potential den Ressourceneinsatz und die Investitionskosten deutlich zu senken. Das Projekt soll anhand von zwei Pilotanlagen zeigen, dass der Schritt in die Mittelspannung für PV-Großanlagen technisch machbar und ökonomisch sinnvoll ist. Das Team wird dabei von je einem Hersteller für alle wichtigen Systemkomponenten vom Mittelspannungs-Kabel bis zum PV-Stecker unterstützt. | Laufzeit: 10/2025 - 09/2028

Stand der Technik sind Verfahren, um aus einer gegebenen Zellleistung eine maximale Modulleistung unter Laborbedingungen (Standard Testing Conditions STC) zu erzielen. Diese Optimierung ist für Modulhersteller und Zulieferer nach der heute üblichen Bewertung von PV Modulen basierend auf einem spezifischen Preis €/Wp ein wesentlicher Teil der Produktentwicklung. Allerdings greift diese Betrachtung zu kurz. Das Forschungsprojekt »CTS1000+« geht den nächsten entscheidenden Schritt von einem auf Laborbedingungen optimierten Modul zu einem Modul mit einem gesteigerten Energieertrag (kWh) pro installierter Leistung (kWp): Es erweitert die Cell-To-Module (CTM) Betrachtung in Richtung des Gesamtsystems (Cell-To-System (CTS)). In einem zweiten Betrachtungsschritt wird die finanzielle Seite hinzugenommen: Verbesserungen werden im Projekt auch kostenseitig bewertet. Ziel des Teil- und Gesamtprojekts ist die Senkung der Stromgestehungskosten (€/kWh) und eine Steigerung der erzielten Erträge (kWh/kWp) durch optimierte Module und Komponenten. Notwendige Schritte hierzu sind ein Verständnis für die wirkenden Mechanismen, der Aufbau von Simulations- und Analysewerkzeugen, eine Komponentenoptimierung, eine Anpassung des PV-Moduls sowie die Entwicklung und Anwendung fortgeschrittener Charakterisierungsmethoden. | Laufzeit: 12/2019 - 11/2022

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

Bislang ist die Kaufentscheidung bei Solarmodulen überwiegend preisgetrieben. Bewertungskriterien wie die Recyclingfähigkeit, die CO2-Emission bei der Herstellung oder die Vermeidung umweltbedenklicher Stoffe spielen eine untergeordnete Rolle bei der Kaufentscheidung. Aus diesem Grund wird auf EU-Ebene eine Ökodesign-Verordnung mit einem dazugehörigen Energielabel für Solarmodule vorbereitet, die 2024 in Kraft treten soll . Der Kunde soll Informationen zur Nachhaltigkeit des Solarmodules erhalten. Darüber hinaus sollen Solarmodule vom Markt ferngehalten werden, die gewisse Grenzwerte überschreiten. | Laufzeit: 06/2023 - 05/2026

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

Das Projekt »MiMoRisk« zielt auf eine Reduktion modulbedingte Ertragsrisiken für künftige PV-Kraftwerke. Dazu werden Messunsicherheiten in der Modulcharakterisierung reduziert sowie modultechnologische, material- und designspezifische Degradationsrisiken frühzeitig identifiziert. | Laufzeit: 11/2022 - 10/2025

Die Entwässerung von organischen Böden wie Mooren für die landwirtschaftliche Nutzung verursacht jährlich über 40 % der Treibhausgas-Emissionen aus der Landwirtschaft. Das Projekt »MoorPower« untersucht, inwiefern die Kombination von Moorwiedervernässung und Moor-PV, auch bei einer Bewirtschaftung mit Paludikulturen, Emissionen reduzieren kann. »MoorPower« stellt einen echten Gewinn für den natürlichen Klimaschutz dar, denn Paludi- und Moor-PV können zugleich bestimmte Ökosystemfunktionen fördern und nachwachsende Ressourcen bereitstellen. | Laufzeit: 12/2024 - 06/2028

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik, Photovoltaische Module und Kraftwerke, Thema: Photovoltaische Kraftwerke, Laufzeit: 04/2020 - 03/2023