Forschungsprojekte

Die Kosten für Photovoltaik-Anlagen auf Freiflächen sinken kontinuierlich. Experten erwarten, dass PV- Anlagen schon in ca. fünf bis acht Jahren auch ohne finanzielle Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wirtschaftlich rentabel werden. Dadurch entstehen zunehmend Geschäftsmodelle mit neuen Nutzungsformen für Kulturlandschaft, die zugleich neue Herausforderungen an den ländlichen Raum - z. B. eine steigende Flächennachfrage - mit sich bringen: Durch die zunehmende Flächennutzungskonkurrenz steigen Pachtpreise in der Landwirtschaft. Die Innovationsgruppe APV-RESOLA entwickelt und untersucht daher eine neue Form von PV-Anlagen, in der neben der Stromerzeugung auch die landwirtschaftliche Fläche zum Nutzpflanzenanbau erhalten bleibt. | Laufzeit: 03/2015 – 01/2021

Für die Sanierung eines Mehrfamilienwohnhauses in Zürich, bei dem gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV) unter Mitwirkung des Fraunhofer ISE beispielhaft zum Einsatz kam, wurde im Rahmen des Schweizer Solarpreises ein Plusenergiebau-Diplom verliehen. Durch die Integration von Photovoltaik auf den Dach- und Fassadenflächen, bei der die Jugendstilarchitektur erhalten wurde, konnte ein Plusenergiestandard erreicht werden. Zur detaillierten Anlagenauslegung hinsichtlich Ertrag und Betriebssicherheit kamen Simulationsmodelle des Fraunhofer ISE zum Einsatz, die durch ein 3D-Modell Teilverschattungen, verschiedene Modulexpositionen und Modulgrößen berücksichtigen. Seit April 2016 ist die Sanierung abgeschlossen und die BIPV trägt durch ihre Erträge wie erwartet signifikant zum Plusenergiestandard bei. | Laufzeit: 2015 - April 2016

Potentialinduzierte Degradation (PID) kann als Überbegriff für Alterungserscheinungen verstanden werden, die durch die Potentialdifferenz zwischen Zellen und Erdung entstehen. In den vergangenen Jahren ist eine Form des PID an kristallinen PV-Modulen beobachtet worden, die zu einem Leistungsrückgang führen kann, ohne dass das Modul äußerlich sichtbare Schäden aufweist. Umgangssprachlich wird dieser Effekt häufig mit PID gleichgesetzt. Am Fraunhofer ISE werden die Ursachen und treibenden Faktoren für das Entstehen dieses Effektes erforscht sowie sein Einfluss auf die Erträge von PV-Generatoren. | 06/2013 - 06/2014

Ziel des Projekts ist die Entwicklung von BIPV Modulen mit hoher Effizienz, innovativem Design und großem Gestaltungsspielraum auf der Basis einer neuen Grundidee zur elektrischen Verschaltung von kristallinen Siliciumsolarzellen in unterschiedlichen Größen und Anordnungen. Die Module sollen als Glas-Glas-Module ausgeführt werden. Durch Nutzung einer Vieldrahtverschaltung können bestimmte Bereiche eines Moduls mit Solarzellen belegt werden und andere Bereiche transparant bleiben. Design2PV-Module erreichen somit eine teiltransparente Optik und ermöglichen eine sehr gute ästhetische Integration vor opaken Flächen, in Verglasungen oder in Glasüberdachungen. | Laufzeit: 11/2017 - 04/2021

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

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: III-V- und Konzentrator-Photovoltaik, Arbeitsgebiet: Hochkonzentrierende Systeme (HCPV), Laufzeit: 9/2014 - 2/2019

Projekt im Geschäftsfeld: Photovoltaik, Photovoltaische Module und Kraftwerke, Thema: Photovoltaische Kraftwerke, Laufzeit: 11/2020 - 10/2024

Projekt im Geschäftsfeld Photovoltaik, Thema: Photovoltaische Module und Kraftwerke, Arbeitsgebiet: Modultechnologie, Modulcharakterisierung und Gebrauchsdauer von Modulen und Materialien, Laufzeit: Mai 2016 - Oktober 2019

Die Tandem-Photovoltaik zählt zu den sich heute am schnellsten entwickelnden Forschungsfeldern in der Solarforschung. In der Industrie sind Einfachsolarzellen aus Silizium der aktuelle Stand der Technik. Am Fraunhofer ISE konnte bereits praktisch gezeigt werden, dass man mit Schichten aus III-V-Verbindungshalbleitern das Auger-Limit von Silizium (bei einem Wirkungsgrad von 29,4%), übertrumpfen kann. Der jüngste Rekord liegt bei 36,1% (2023). Nun besteht die Aufgabe darin, die für die Herstellung dieser III-V//Si-Tandemsolarzellen benötigten Fertigungsprozesse kostengünstiger und effizienter zu gestalten und weiter zu skalieren. Als erstes Ziel einer Kleinserienfertigung steht die Realisierung eines Modulprototypen, der einen Wirkungsgrad von mehr als 30% aufweisen soll. | Laufzeit: 01/2023 - 12/2025

Die baden-württembergische Landesregierung hat sich zum Ziel gesetzt die Agri-Photovoltaik als flächeneffiziente Landnutzungsform fest zu etablieren und das Potenzial vor allem im Bereich der Sonderkulturen, wie dem Obstbau, gezielt zu fördern. In einer von den Ministerien Umwelt, Klima und Energiewirtschaft sowie Ernährung, Ländlichem Raum und Verbraucherschutz geförderten Machbarkeitsstudie wurde innerhalb des Projekts »Modellregion Agri-PV BaWü« die Umsetzung von elf Pilotanlagen hinsichtlich landwirtschaftlicher und technischer Aspekte geprüft. Nun sollen in einer ersten Umsetzungsphase fünf dieser Anlagen geplant, gebaut und beforscht werden mit dem Ziel Potenziale und Schwierigkeiten der Agri-PV zu identifizieren und die Entwicklung der neuen Technologie landesweit voranzutreiben. | Laufzeit: 01/2022 - 11/2024