Prototypenbau von Kraftwerks- und Aufdachmodulen

Module-TEC des Fraunhofer ISE.
© Fraunhofer ISE / Foto: Falko Knizia
Module-TEC des Fraunhofer ISE.
Herstellung eines Schindelstrings im Module-TEC des Fraunhofer ISE.
© Fraunhofer ISE
Herstellung eines Schindelstrings im Module-TEC des Fraunhofer ISE.

Kurze Innovationszyklen erfordern schnelle Designänderungen von PV-Modulen. Um in den schnell wachsenden und volatilen Märkten für Kraftwerks- und Aufdachmodule erfolgreich agieren zu können, ist es notwendig, stets den aktuellen Stand der Technologie abzubilden. Diese Änderungen effizient zu testen und notwendige Verifizierungsprozesse zeiteffektiv umzusetzen, ist dabei essenziell.

Seit über 40 Jahren steht das Fraunhofer ISE für Qualität und Innovation. Durch eine enge Zusammenarbeit mit führenden Equipment- und Materialherstellenden aus der gesamten PV-Wertschöpfungskette verfügen wir über ein breites Wissens- und Erfahrungsspektrum in der Modultechnologie, von dem Sie profitieren können.

Aufgrund kapazitiver Engpässe stehen FuE und Produktion im Alltag häufig in Konkurrenz zueinander. Wir bieten Ihnen die Möglichkeit, Ihre FuE an uns auszulagern. Gerne unterstützen wir Sie dabei, neue Materialkombinationen zu entwickeln, zu testen und als Prototypen oder Kleinserie umzusetzen. Dabei profitieren Sie von unserer Erfahrung sowie der Expertise bezüglich neuer Prozesse und Materialien für die erfolgreiche Verschaltung und Einkapselung neuer Zellformate und -Technologien.

Schnelle interne Abläufe mit akkreditierten Testlaboren ermöglichen, die Entwicklung neuer Module und deren Zertifizierung parallel durchzuführen. Dies erlaubt eine Zeit- und Kostenersparnis bei der Entwicklung neuer Modulkonzepte. Das Ergebnis ist ein frühzeitiger Start der geplanten Serienfertigung.

 

Cross Fox®: Power-Up für PV-Module

Detailansicht eines Cross Fox®-Moduls
© Fraunhofer ISE

Verschattung sowie Degradation von PV-Modulen reduziert den Ertrag von Solarkraftwerken substanziell. Wesentlicher Vorteil des Cross Fox®-Modullayouts ist eine hohe Hotspot- und Verschattungsresilienz, die potenziell höhere Energieerträge ermöglicht und hilft, die Degradation und Ausfälle von PV-Modulen zu vermeiden. Weitere Vorzüge sind reduzierte mechanische Spannungen in Solarzellen bei Schnee- oder Windlasten, die variable Einstellung von Modulspannung und -strom sowie eine hohe Flexibilität bei den Außenmaßen der PV-Module, speziell im Hinblick auf neue, immer größere Waferformate in der Solarzellenproduktion. Das Cross Fox®-Modullayout bietet daher eine vielversprechende Alternative zu bisherigen elektrischen Layouts. Es eignet sich, aufgrund der verbesserten Verschattungsresilienz und der Reduktion von Maximaltemperaturen, insbesondere für Großkraftwerksmodule oder die Perowskit-Silizium-Tandem-Technologie.

Unser Angebot für Modulhersteller:

  • Lizensierung des Cross Fox®-Modullayouts und Design weiterer innovativer Layouts
  • Fertigung produktnaher Prototypen
  • Planung von Produktionslinien
  • Modulcharakterisierungen, - prüfungen

Technologische Besonderheiten des Cross Fox®-Modullayouts

  • Parallel zur kurzen Modulkante liegende Modulstrings
  • Höhere Anzahl an Bypassdioden, dadurch weniger Solarzellen pro Bypassdiode
  • Zusätzliche Querverbinder im Modul
  • Flexible Anzahl an Strings und Solarzellen pro String
  • Anschlussdosen an Modulkante

Sie interessieren sich für zukunftsfähige Modultechnologien oder haben ein individuelles Anliegen? Dann kontaktieren Sie uns gerne!

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Cross Fox®-Modullayout
© Fraunhofer ISE
Gegenüberstellung eines konventionellen Butterfly-Halbzellenmoduls (links) und eines Cross Fox®-Modullayouts (rechts).

Unsere FuE-Leistungen zum Thema »Prototypenbau von Kraftwerks- und Aufdachmodulen«

Aufgrund unserer einzigartigen Infrastruktur im modern ausgestatteten Produktionslabor des Module-TEC können am Fraunhofer ISE unterschiedlichste Modulgrößen und Designs realisiert werden, wobei jedes Modul individuell gestaltet werden kann. Unser Team aus Wissenschaftlerinnen und Ingenieuren begleitet Sie von der virtuellen Analyse über die gemeinsame Designentwicklung, den Bau von Prototypen und Kleinserien bis zur Bewertung der Langzeitstabilität. Durch eine große Auswahl an Verbindungstechnologien und Modulmaterialien (Solarzellen, Gläser, Einkapselungsmaterialien, Rückseitenfolien, Verbinder, etc.) sind unterschiedliche Aufbauten in kurzer Zeit realisierbar. Zusätzlich bieten wir Maschinentage für Stringherstellung und Lamination  sowie zeiteffektive IEC-Zertifizierung.

Unsere FuE-Leistungen im Überblick:


Moduldesign
  • Modulaufbau abhängig von Anforderungen (Glas-Glas, Glas-Rückseitenfolie, Randversiegelung)
  • Layoutdesign
  • FEM-Simulationen für thermo-mechanische Optimierung (z.B. Rahmendesign)
  • Optimierung hinsichtlich CTM (Zell-zu-Modulverluste)
  • LCA/LCC – Nachhaltigkeit und Kostenanalyse

Verbindungstechnik

  • Drahtverschaltung für M6/M10/G12
  • Bleifreies Löten
  • Schindeltechnologie String und Matrix
  • Leitfähiges Kleben mit Runddraht

Lamination

  • Platte-Platte, Platte-Membran
  • 3D-Lamination mit gebogenen Gläsern
  • Autoklave

Modulprüfung und -bewertung

  • Elektrolumineszenz
  • Leistungsmessungen, IV-Parameter
  • Gelgehalt, Haftkraft
  • DMA / DSC / FTIR
  • UV, DH, TC, aTC, HF – Klimakammertests

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema

 

GEPARD

Hochdurchsatz-Anlagen- und Prozesstechnologie für kristalline Solarmodule

 

Photovoltaik-Module

Module-TEC

Produktions- und Prozesstechnologie und umfangreiche Analysemöglichkeiten für die Modultechnologie

 

Arbeitsgebiet

Verbindungs-
technologien

Entwicklung von Methoden zur Verbindung von Solarzellen, um Leistung und Lebensdauer der Module zu steigern.