Flyer und Broschüren

The innovative High-Temperature Near-Ambient Pressure X-Ray Photoelectron Spectroscopy (HT-NAP-XPS) brings conventional XPS to a new dimension of surface science. At Fraunhofer ISE we investigate functionalized surfaces at pressures up to 25 mbar and temperatures up to 1 000 °C allowing in situ studies of reaction mechanisms and their intermediate stages – especially attractive for materials used in hydrogen technologies.

Agrivoltaic systems enable the simultaneous production of renewable energy and agricultural products on the same area. This makes it a key technology for preventing competition for land and meeting the growing demand for solar power.

Agri-Photovoltaik (Agri-PV) ermöglicht die gleichzeitige Produktion regenerativer Energie und landwirtschaftlicher Erzeugnisse auf derselben Fläche. Damit gilt sie als Schlüsseltechnologie, um Flächenkonkurrenzen zu verhindern und den wachsenden Bedarf an Solarstrom zu decken.

Schwimmende Photovoltaik (engl. Floating PV) ist eine innovative Technologie, die einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende leisten kann. Die auf Schwimmkörpern in stehenden Gewässern oder auf dem Meer installierten PV-Kraftwerke können in gefluteten Tagebauflächen, Kiesgruben und Stauseen zum Einsatz kommen. Laut einer aktuellen Studie des Fraunhofer ISE liegt das technische Potenzial je nach Gewässerabdeckung und Ausrichtung der FPV-Anlage zwischen 11,8 und 44,5 GWp. Mit unseren FuE-Leistungen unterstützen wir dabei, dieses Potenzial zu heben, indem wir maßgeschneiderte Lösungen für Planung und Umsetzung anbieten, die auf die spezifischen Anforderungen abgestimmt sind.

Floating photovoltaics (FPV) is an innovative technology with the potential to contribute significantly to the energy transition. Installed on floating structures in artificial bodies of water or offshore, FPV power plants can be deployed in flooded mining lakes, gravel pits and reservoirs.

The membrane electrode assembly (MEA) is the electrochemical heart of electrolyzers and fuel cells. Our production research, from catalyst powder to seven-layer MEAs, comprises the influences of process design and parameters, materials and component architecture on MEA cost, quality and performance.

A comprehensive in-situ characterization of the membrane electrode assembly (MEA) and its layers in terms of performance and degradation at different operation conditions provides the basis for our customers’ decisions on suppliers, production processes, fuel cell stack designs and operation strategies.

We model PEM fuel cells on all scales with commercial and self-developed codes from electrode structure to s ystem level, from flow field design with CFD to address scientific questions. We place particular emphasis on the experimental validation of our models, which provide you with detailed insights into the physical effects during fuel cell operation, with regard to cell perfomance and aging behavior.

Ex-situ analytics provides insights into the microstructure of hydrogen technology materials and components. Properties like pore and particle size, element distribution and concentration in liquids, etc. are measured using high-end analytical equipment without actually operating the components, thus saving time and money.

Sustainably produced hydrogen derivatives will play a major role as future energy carriers, as they can be transported and stored in existing infrastructure. New and efficient conversion via catalytic reforming processes will be decisive in spreading their utilization in all sectors.

Power-to-X (PtX) denotes the conversion of sustainable hydrogen and COx/N2 to energy carriers such as methanol, dimethyl ether and ammonia, which can also serve as sustainable chemicals or as clean fuels reducing CO2 and local emissions. PtX contributes to defossilization of all energy economy sectors.

The efficient and economically viable utilization of green hydrogen in various sectors requires a comprehensive understanding of all individual elements in the hydrogen supply chain. In our techno-economic analyses, we develop and evaluate tailor-made solutions for the production of clean hydrogen from renewable energy, its efficient storage and demand-oriented distribution.

We support our customers from the microscale up to global energy systems: We develop, model and analyze materials, components, production processes and infrastructure systems. In addition, we carry out technoeconomic and life cycle assessments.

Electrolyzers are key to produce green hydrogen out of renewable energies. To support our customers in the industrialization of electrolyzers, we characterize and develop novel materials and components for membrane water electrolysis. In our projects we focus on membrane water electrolysis, either on the basis of proton exchange membranes (PEM) or on anion exchange membranes (AEM).

FlexTrail printing is a novel and innovative printing technique invented and developed at Fraunhofer ISE. It’s impressive as it allows printing of ultra-fine (functional) lines exhibiting minimum feature sizes of 5 µm and 10 µm on planar and textured surfaces, respectively.

Lead-free soldering allows for an RoHS-compliant interconnection process on conventional stringer equipment. Additionally the temperature can be reduced to < 220 °C if desired. Using lead-free solder alloys and appropriate flux, creating mechanically stable solder joints on the metallization of temperature-sensitive solar cells can be achieved.

Efficient heat exchangers provide an essential contribution to an energy efficient, compact and cost effective supply of heat and cold in buildings.

Thermal energy storage is essential for many applications in buildings, transport, medicine, engineering and industry. We develop, optimize and characterize new materials as well as new and existing components and assemblies for thermal storages and entire storage systems.

Photovoltaics is regarded as one of the most important pillars of the future energy supply. By the end of 2021, 59 GWP of photovoltaics had been installed in Germany, with about 75 % on roofs and the rest ground mounted. The integration of PV into buildings, vehicles and roads as well as the incorporation into agricultural and water areas and public places in urban centers unlocks vast areas for energy generation with a high economic potential.

In order to determine the solar radiation potential of passenger cars, we are currently investigating and measuring solar radiation on German roads as part of a citizen science campaign with 80 vehicles. The data will be used in new simulation models for solar radiation on traffic routes. This would allow drivers to calculate how far they could drive with solar energy, at what time and on which route.

According to a study by Fraunhofer ISE, photovoltaic systems on Germany’s roofs have a technical potential of approx. 560 GWp. So far, rooftop systems have mostly been installed on house roofs. However, with a widespread expansion of rooftop solar installations, there is a risk that the public’s acceptance of photovoltaic systems could decline. One solution is to use integrated solar modules instead of roofing tiles, which are visually hardly distinguishable from conventional roofing tiles and produce solar power at the same time.

Our independant quality assurance services have been contributing to high performance and optimal yields of PV power plants for more than 30 years. Real world experience highlights the importance of system design, proper planning, engineering, component selection and construction work for successful PV systems. Thus, comprehensive quality assurance for PV power plants covers all phases of the completion process from the planning to system operation and maintenance.

Electricity from photovoltaic systems is an essential component of the energy transition. To generate sufficient energy, large areas have to be equipped with solar modules. Here, road infrastructure can offer a large area of potential.

Auf Deutschlands Dächern haben Photovoltaiksysteme laut einer Studie des Fraunhofer ISE ein technisches Potenzial von ca. 560 GWp. Bisher werden meist Aufdachanlagen auf Hausdächern errichtet. Bei einem breitflächigen Ausbau der Solar-dachanlagen besteht jedoch die Gefahr, dass die Akzeptanz der Bevölkerung für Photovoltaiksysteme schwinden könnte. Eine Lösung können integrierte Solarmodule statt Dachziegel für die Dacheindeckung sein, die sich optisch kaum von herkömmlichen Dachziegeln unterscheiden und dabei Solarstrom produzieren.

Elektrische Speicher sind ein zentraler Baustein des Energiesystems. Mit modernsten Geräten und industrienahen Pilotanlagen bietet das »Zentrum für elektrische Energiespeicher« des Fraunhofer ISE eine einzigartige Infrastruktur für ein breites FuE-Dienstleistungsangebot – und das entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien. Damit wollen wir die Wettbewerbsfähigkeit des Produktionsstandorts Deutschland steigern und das Voranschreiten der Energiewende beschleunigen.

Optische und thermische Prüfungen für Fassaden
Im TestLab Solar Façades charakterisieren wir transparente, transluzente und opake Materialien, prüfen Fassadenbauteile und charakterisieren die energetischen, thermischen und optischen Eigenschaften von kompletten Fassaden. Das TestLab ist als notifizierte Stelle für die Prüfung von Bauprodukten in der EU anerkannt. Außerdem unterstützt es europäische Hersteller, die ihre Produkte in den nordamerikanischen Markt verkaufen wollen, durch seine RDA-Dienstleistungen für das US-amerikanische National Fenestration Rating Council (NFRC) und als anerkanntes Prüflabor für das Attachment Energy Rating Council (AERC).

Matrix-Schindelmodule bieten mit ihrer hohen Effizienz auf einem begrenzten Flächenangebot maximalen Ertrag. Werden Module in die Hülle von Fahrzeugen oder Gebäuden integriert, sind neben der Effizienz auch eine hohe Ausbeute der Leistung bei Teilverschattungen sowie ein optisch ansprechendes Erscheinungsbild und eine einfache Skalierbarkeit der Modulgröße gefragt. Speziell für solche Anwendungen hat das Fraunhofer ISE die Matrix-Schindeltechnologie entwickelt.

Die Integration von Photovoltaik-Kraftwerken in Gebäudehüllen, an Fahrwegen, über Parkplätzen, in Agrar- und Wasserflächen erschließt ein riesiges Flächenpotenzial. Am Fraunhofer ISE untersuchen wir die Potenziale für Integrierte PV und für PVFreiflächenanlagen auf lokaler, regionaler und nationaler Ebene.

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.

Effiziente Wärmeübertrager sind ein entscheidender Baustein für eine energiesparende, kompakte und kostengünstige Wärme- und Kälteversorgung von Gebäuden.