Outdoor Performance Lab

Für die Bestimmung der Leistungsfähigkeit von PV-Modulen sind zuverlässige Messdaten unerlässlich. Die Solartestfelder des Fraunhofer ISE ermöglichen die präzise Erhebung aller relevanten Monitoringdaten. Zusammen mit klassischen Labortests geben sie wertvolle Hinweise auf die mögliche Degradation und den erwartbaren Lebenszeit-Ertrag von PV-Modulen in unterschiedlichen Klimazonen und erlauben deren vergleichende Bewertung.

Auf unseren Solartestfeldern prüfen wir PV-Module und deren Komponenten sowohl für die Hersteller- als auch für die Nutzerseite. Die tatsächlichen Erträge neuer Modultypen, ihre Ausfallsicherheit und ihr Alterungsverhalten haben bedeutenden Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Solarkraftwerken und die Kosten der Energiewende. Unsere unabhängigen Analysen erleichtern Anlagenbetreibern, Investoren, Banken und Versicherungen die Auswahl langlebiger Komponenten.

In Merdingen, 15 km westlich von Freiburg, wurde 2022 eines der größten Testfelder für solare Energiesysteme in Europa in Betrieb genommen. Auf einer Fläche von drei Hektar prüft das Fraunhofer ISE die Leistung und Zuverlässigkeit von Komponenten und Systemen unter praxisnahen Bedingungen. Weitere Testfelder bestehen auf Gran Canaria (Spanien) und in der Negev Wüste (Israel) und ermöglichen Tests in anderen Klimazonen.

Die Solartestfelder stehen innovativen Technologien offen: Dazu zählen bifaziale Module, TopCON-Technologie, Heterojunction-Technologie (HJT), Perowskit-PV, Organische PV (OPV) und Tandem-PV. Unter praxisnahen Freilandbedingungen können Vergleichsmessungen mit Referenzmodulen des Fraunhofer ISE sowie mit Wettbewerbsprodukten erfolgen. Abhängig von Technologie und Anwendung ergeben sich unterschiedliche Fragestellungen. Mit unseren Kunden vereinbaren wir maßgeschneiderte Prüfprogramme und begleitende Analysen nach Bedarf.

Alle Testfelder verfügen über eine umfassende meteorologische Datenerfassung: 

• Verschiedene Sensortypen für solare Einstrahlung (Pyranometer, Referenzzellen)
• Trennung nach Einstrahlungstyp (direkt, diffus)
• Verschiedene Ausrichtungen (horizontal, geneigt südgerichtet, nachgeführt)
• Spektroradiometer, Wolkenkameras
• Lufttemperatur, Druck, Feuchte
• Windgeschwindigkeit und -richtung
• Verschmutzungsgrade auf Oberflächen

Wir kombinieren das Monitoring im Solartestfeld mit Präzisionsmessungen im akkreditierten CalLab PV Modules, mit beschleunigten Alterungsprüfungen im akkreditierten TestLab PV Modules sowie mit den von uns entwickelten, hochsensitiven Verfahren zur Degradationsanalyse. Damit bietet das Fraunhofer ISE eine einzigartige Plattform für die umfassende Performance-Analyse:

• Präzisionsmessungen im Labor unter Standardbedingungen und gemäß IEC 61853 (Energy Rating)
• Reproduzierbare Vorkonditionierung in unserem TestLab PV Modules (beschleunigte Alterung in Klima- und UV-Kammern)
• Direkter Vergleich von gealterten und neuen Modulen im Realbetrieb mit Relativmessungen zur frühzeitigen Identifizierung von technologie-, material- und designspezifischen Degradationsrisiken
• Kombination mit parameterbasierten Simulationsrechnungen für Modulleistung und Energy Rating zur Produktoptimierung
• Reduktion der Gesamtunsicherheit für Modulleistung und Lebenszeitertrag

• Analysen des Strom- und Agrarertrags von Agri-PV-Systemen
• Charakterisierung von konzentrierenden PV-Modulen (CPV)
• Messungen an Wechselrichtern und PV-Batterie-Systemen
• Qualifizierung von nachgeführten PV-Systemen
• Messungen an integrierter PV, z.B. an Lärmschutzwänden