Integrierte Photovoltaik

Die Integration von PV-Technologie in Gebäuden, Fahrzeugen und Fahrwegen und ihre Einbindung in Agrar- und Wasserflächen sowie im urbanen Raum verspricht ein technisches Potenzial von mehreren Terawatt installierbare Leistung. Anstelle von Nutzungskonflikten treten Synergien wie die Stärkung der Klimaresilienz in der Landwirtschaft und für Gewässer, Lärmschutz an Straßen und Schienen sowie Witterungsschutz für Fahrzeuge und Verkehrswege.

Wir entwickeln Technologien, die helfen, dieses attraktive Potenzial zu erschließen. Integrierte PV erfordert individuelle Lösungen, die multifunktionalen, oft auch ästhetischen Anforderungen gerecht werden. Wir unterstützen unsere Kunden bei der Entwicklung spezieller Moduldesigns und der Auswahl geeigneter Materialien.

In unserem akkreditierten Kalibrierlabor CalLab PV Modules bestimmen wir die präzisen Leistungsdaten der Module unter verschiedenen Betriebsbedingungen und schaffen die Grundlage für Ertragssimulationen. Die Zuverlässigkeit innovativer Moduldesigns auf Basis neuer Materialien testen wir in unserem akkreditierten Prüflabor TestLab PV Modules und bereiten die Produktzertifizierung vor. Im Outdoor Performance Lab können wir die Leistungsfähigkeit von PV-Modulen und -Systemen im Betrieb untersuchen und bewerten.

Mit der Integration von Photovoltaik geht häufig eine Anpassung und Optimierung des gesamten elektrischen Systems einher. Wir entwickeln daher individuell abgestimmte, ganzheitliche Lösungen einschließlich Batteriespeichern und leistungselektronischen Wandlern, von der Systemplanung bis hin zu Softwarelösungen.

Arbeitsgebiete

Im Thema »Integrierte Photovoltaik« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

Agri-Photovoltaik

Technische Optimierung und Qualitätssicherung von Agri-PV-Systemen für einen maximalen Strom- und Ernteertrag

Biodiversitäts-Photovoltaik

Stromerzeugung und Maßnahmen zur Förderung der Biodiversität in Solarparks

Moor-Photovoltaik

Ein Anreiz zur Wiedervernässung von degradierten Moorböden.

Bauwerkintegrierte Photovoltaik

Bauphysikalische Modellierung, Entwicklung und Bewertung von gebäudeintegrierten PV-Modulen

Gründach-Photovoltaik

Die Kombination von Gründächern und Photovoltaik verbindet ökologische und ökonomische Vorteile. 

Fahrzeugintegrierte Photovoltaik

Technologieentwicklung für die mechanische und elektrische Integration von Photovoltaik in Fahrzeugen

Schwimmende Photovoltaik

Analyse der Wechselwirkung zwischen PV und Gewässer, technische Optimierung und Qualitätssicherung

Urbane Photovoltaik

Technische Optimierung und Qualitätssicherung von PV auf versiegelten Flächen in Städten und Gemeinden

Photovoltaik an Verkehrswegen

Modul- und Systementwicklung für PV-Straßenüberdachung und PV-Lärmschutz

Studien und Analysen

Wir erstellen Potenzialstudien, Ertragsprognosen, techno-ökonomische Analysen und Lebenszyklusanalysen für alle Technologien der Integrierten PV

Flächenpotenzial berechnen

Am Fraunhofer ISE untersuchen wir die Potenziale für Integrierte PV auf lokaler, regionaler und nationaler Ebene auf Basis geografischer Informationssysteme (GIS). Wir berücksichtigen spezifische Randbedingungen mittels multikriterieller Entscheidungsanalysen für aktuelle PV-Technologien.
 

Unsere Leistungen für Kommunen, Bundesländer und Industrie

  • Erfassung und Klassifizierung von Nutzungsrandbedingungen
  • Räumlich aufgelöste Solarpotenziale für verschiedene PV-Technologien
  • Standortbewertung anhand verschiedener Kriterien (zum Beispiel geographischer, rechtlicher und technischer Faktoren)
  • Lokalisierung und Einstufung von Eignungsflächen
  • Szenarien-basierte Solarpotenziale
  • Ertragssimulationen für verschiedene Modultechnologien, auch Bifaziale PV

Ertragsprognosen

Das Fraunhofer ISE greift auf aussagekräftige Strahlungs- und Wetterdaten zurück und simuliert den Aufbau der Anlage exakt. Ertragsmindernde Faktoren wie Verschmutzung und Verschattung werden präzise ermittelt.

Techno-ökonomische und Lebenszyklus-Analysen

Wir analysieren die Kosten für spezifische Komponenten, komplette Systeme und schließlich für die Stromerzeugung (€/kWh), abhängig von Materialien und Herstellungsprozessen. Im Rahmen einer Nachhaltigkeitsbewertung können wir über den gesamten Lebenszyklus CO2-Emissionen, Energie- und Materialeffizienz bestimmen.

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

 

Photovoltaik-Module

Module-TEC

Module Technology Evaluation Center

Umfassende Möglichkeiten zur Entwicklung von Modultechnologien

 

Photovoltaik-Module

CalLab PV Modules

Unser Angebot reicht von der Kalibrierung einzelner Zellen und Module bis hin zu kundenspezifischen Aufgaben, wie der Kalibrierung bifazialer Module.

 

Photovoltaik-Module

TestLab PV Modules

Das TestLab PV Modules bietet ein breites Spektrum an Qualitäts und Zuverlässigkeitsprüfungen an.

 

Outdoor Performance Lab

Präzise Bewertung von PV-Modulen

 

Gebäudeintegrierte Photovoltaik

TestLab Solar Façades

Optische und thermische Charakterisierung von Fassaden-integrierten PV-Komponenten

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

PVwins

Entwicklung von wandintegrierten PV-Elementen für den Lärmschutz

 

Design2PV

Entwicklung von industriell herstellbaren BIPV Modulen mit hoher Effizienz, innovativem Design und großem Gestaltungsspielraum

 

PV2GO

Solarpotenziale deutscher Verkehrswege: Modellierung, Messung und Validierung mit Citizen Scientists

Infomaterialien & Flyer zum Thema Integrierte Photovoltaik

  • Integrierte Photovoltaik – Flächen für die Energiewende

     

    Integrierte Photovoltaik fügt sich in die Hülle von Gebäuden, Verkehrswegen und Fahrzeugen. Neue Technologien und Designoptionen ermöglichen frei wählbare Formate und Farben für integrierte Module, deren Schaltkreis und Zellarchitektur bei Bedarf vollständig verdeckt werden können. Besondere Anforderungen seitens der Anwendung, z. B. ein reduziertes Flächengewicht oder eine extreme mechanische Beständigkeit, können durch die Auswahl geeigneter Materialien erfüllt werden.

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Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Integrierte Photovoltaik