News 2023

In einem Verbundprojekt haben das Fraunhofer-Institute für Solare Energiesysteme ISE, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das INATECH der Universität Freiburg gemeinsam mit der Wohnungswirtschaft, der Heizungs- und Lüftungsindustrie und Energieversorgern den Einsatz von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern im Bestand erforscht. Nun haben die Partner eine Handreichung für die praktische Umsetzung veröffentlicht.

Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen erreichen Wirkungsgrade von über 30 Prozent und gelten als Spitzenkandidatinnen für die nächste Generation an Solarzellen. Ein Forschungsteam am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE konnte nun zeigen, dass auch Dreifachsolarzellen bestehend aus Perowskit-Perowskit-Silicium-Teilzellen vielversprechend sind. Diese haben noch einmal ein höheres Wirkungsgradpotenzial als Zweifach-Tandemzellen. Im Rahmen der Forschungsprojekte »Triumph«, gefördert durch die Europäische Kommission und »RIESEN«, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, entwickelte das Team eine solche Dreifachsolarzelle mit einer Leerlaufspannung von über 2.8 Volt. Der Rekord-Wert bestätigt die sehr guten Materialeigenschaften zur Stromerzeugung und lässt die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf eine effiziente Solarzellenarchitektur schließen.

HoloSolis SAS, ein 2022 von EIT InnoEnergy, IDEC GROUP und TSE gegründetes Unternehmen, plant den Aufbau einer Produktionslinie für PV-Solarzellen und -module in der Nähe der deutsch-französischen Grenze im Bezirk Sarreguemines. Die Fertigung soll 2025 in Betrieb genommen werden, und bei voller Auslastung eine Produktionskapazität von fünf Gigawatt pro Jahr haben. Auf der Grundlage einer in diesem Sommer unterzeichneten strategischen Kooperationsvereinbarung wird das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE HoloSolis bei der Technologieauswahl und Fabrikplanung in der konzeptionellen Design- und Bauphase unterstützen.

Netzbildende Wechselrichter werden im Energiesystem der Zukunft eine zentrale Rolle für die Netzstabilität spielen. Um sicherzustellen, dass die Geräte in allen Netzzuständen ihre Aufgabe erfüllen, sind neue Nachweisverfahren nötig. Im Projekt »GFM Benchmark« führt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE gemeinsam mit den vier großen Übertragungsnetzbetreibern sowie Wechselrichter-Herstellern einen Realitätsscheck mit einem entsprechenden Testverfahren durch und entwickelt dieses damit weiter.

Am 22. August hat der Expertenrat für Klimafragen seine Stellungnahme zum Klimaschutzprogramm 2023 der Bundesregierung veröffentlicht. Der im September 2020 berufene Expertenrat berät die Bundesregierung bei der Anwendung des Bundes-Klimaschutzgesetzes. Das unabhängige Expertengremium setzt sich aus fünf Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zusammen, Vorsitzender ist Prof. Dr. Hans-Martin Henning, Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und Professor für Solare Energiesysteme an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE optimieren die Großserienfertigung von Protonen-Austausch-Membran (PEM)-Brennstoffzellen. Im Rahmen des Projektverbunds »TiKaBe« entwickeln sie innovative Katalysatortinten, die für unterschiedliche industrielle Beschichtungsverfahren verwendet werden können. Die Verkürzung und Vereinfachung des sogenannten Break-In, der Erstkonditionierung von Brennstoffzellen, steht im Mittelpunkt des Forschungsprojekts »BI-FIT« Aktuelle Einblicke in diese Forschung geben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer ISE im Konferenzprogramm der hy-fcell vom 13. bis 14. September 2023 in Stuttgart. Auf dem Stand 4D55, zeigt das Institut Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) für Schwerlastanwendungen und veranschaulicht die Charakterisierung von Zellkomponenten und Lebensdaueruntersuchungen.

Mit dem Boom der Elektromobilität wachsen auch Angebot und Nachfrage nach Ladeinfrastrukturen rasant. Mehr als 50 Anbieter bieten bereits jetzt mehrere hundert Wallbox-Lösungen an. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und die Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin haben deshalb das Projekt »Wallbox Inspektion« gestartet, um neue Verfahren zur Qualitätsbewertung von solaren und bidirektionalen Wallboxen für private Elektrofahrzeuge zu entwickeln und als Industriestandard zu etablieren. Im Fokus stehen die Effizienz und Regelgüte für solares Laden und die Rückspeisung aus der Fahrzeugbatterie ins Haus (»Vehicle to Home«).

Für die elektrischen Eigenschaften eines Photovoltaik (PV)-Kraftwerks ist vor allem das Zusammenspiel der eingesetzten Wechselrichter und des Netzanschlusspunktes wichtig. Bei bestimmten Voraussetzungen können unerwünschte Resonanzeffekte oder hohe Oberschwingungspegel auftreten, die erhöhte Verluste, vorzeitiges Altern oder sogar einen Ausfall der Geräte verursachen. Für die Stabilitäts- und Oberschwingungsanalyse solch komplexer Anlagen gibt es jedoch bis heute keine adäquaten Lösungen. Im Projekt »ImaStabil« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE mit seinen Projektpartnern eine neue Methode zur Bestimmung des Verhaltens von Wechselrichtern in PV-Parks. Für die Erprobung im Feld sucht das Institut geeignete Photovoltaik-Kraftwerke.

Die Kombination von Solarthermischen Kraftwerken und Photovoltaik unter Einbeziehung von Speichern verspricht eine kostengünstige und stabile Stromerzeugung. Im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekt »HybridKraft« unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE soll ein solches Hybrid-System entwickelt werden. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines Elektroerhitzers für Salzschmelzen, der sich für den Einsatz in Großkraftwerken eignet. Die Umwandlung von erneuerbarem Strom in Hochtemperaturwärme zur direkten Nutzung oder Speicherung ist aber auch für industrielle Anwendungen interessant.

Organische Photovoltaik könnte der Solarenergie dank ihrer umweltfreundlichen und günstigen Herstellung sowie ihrer Flexibilität und Möglichkeit der Transparenz neue Anwendungsgebiete erschließen. Um der Technologie zum Marktdurchbruch zu verhelfen, arbeiten Forschungsinstitute weltweit an ihrer Effizienz und Skalierbarkeit. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE und des Materialforschungszentrums FMF der Universität Freiburg konnten nun ihren im September 2020 verkündeten Rekord für eine 1 Quadratzentimeter große, organische Solarzelle verbessern. Die neue Solarzelle stellt mit einem Wirkungsgrad von 15,8 Prozent erneut den Weltrekord in dieser Kategorie auf.