RDemo – Pilotinstallation von MWT-TPedge Modulen an einem Gebäude des Fraunhofer ISE

Laufzeit: Juni 2011 - Juni 2015
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Projektfokus:
© Fraunhofer ISE

Abb. 1: HIP-MWT-Solarzellen.

© Fraunhofer ISE

Abb. 2: Fassadenintegrierte Module.

© Fraunhofer ISE

Abb. 3: HIP-MWT-Solarzelle.

Das Fraunhofer ISE konnte in den letzten Jahren eine Reihe von innovativen PV-Technologien auf Zell- und Modulebene im Labormaßstab entwickeln und patentieren. Die Entwicklungen versprechen eine deutliche Steigerung der Wirkungsgrade und Senkung der Produktionskosten. Ziel des Projekts »RDemo« war es, diese Technologien über industrienahe Herstellungsprozesse in substantiellen Stückzahlen und aussagekräftigen Formaten für eine gebäudeintegrierte Anwendung zu demonstrieren. Im Ergebnis wurden 70 randversiegelte Module der TPedge-Technologie in die Fassade eines Laborneubaus des Fraunhofer ISE integriert. Die Module basieren auf HIP-MWT-Solarzellen (high performance metal wrap through) und strukturierten Zellverbindern für Rückkontaktzellen. Umfassende Prüfungen in Anlehnung an IEC 61215 belegen die Zuverlässigkeit der Module.

Die HIP-MWT-Solarzelle, ein am Fraunhofer ISE entwickeltes Solarzellenkonzept mit passivierter Rückseite, erreicht Wirkungsgrade von bis zu 20,5 %. Die Herstellung dieses Zellkonzepts erfordert lediglich einen zusätzlichen Prozessschritt im Vergleich zu konventionell kontaktierten Solarzellen. Im PV-TEC (Photovoltaik Evaluations-Center) konnte dafür ein Pilotprozess implementiert werden, der ausschließlich auf Industrieanlagen zugreift.

Für die elektrische Verschaltung der Rückkontakt-Solarzellen hat das Fraunhofer ISE strukturierte Zellverbinder entwickelt und patentiert. Diese begrenzen die elektrischen Verluste durch die Serienschaltung auf ca. 1 %. Die Verschaltung der Solarzellen fand im Modultechnologiecenter des Fraunhofer ISE mit Hilfe eines automatisierten Rückkontakt-Stringers statt.

In »RDemo« kam erstmals die TPedge-Modultechnologie mit Randversiegelung in Stückzahlen von über 100 Modulen zum Einsatz. Bei diesem patentierten Verfahren werden die Zellen nicht wie üblich einlaminiert, sondern in einem luftgefüllten Scheibenzwischenraum fixiert. Der rahmenlose Aufbau ohne Einkapselungsfolien verspricht eine erhebliche Kosteneinsparung in der Modulproduktion. Im Rahmen des Projekts konnte eine automatisierte Montage der TPedge-Module entwickelt und demonstriert werden.

Das Design der Solarmodule berücksichtigt die Erfordernisse der architektonischen Integration in eine Kaltfassade mit angrenzenden Faserzementplatten. Die Modulleistung wird seit der Inbetriebnahme zusammen mit wichtigen Betriebsparametern über ein Anlagenmonitoring erfasst.