News 2024

Die Digitalisierung der Forschung eröffnet zahlreiche Möglichkeiten für innovative, datenbasierte Angebote, gleichzeitig erfordert sie ein standardisiertes Datenmanagement. Im neuen Pilotprojekt »BatterieDigital_real« der Fraunhofer-Gesellschaft schaffen verschiedene Institute einen Forschungsdatenraum für die Batterieforschung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE arbeitet für die Zusammenführung von Batterieentwicklung und Künstlicher Intelligenz mit der Universität Auckland zusammen.

Wärmepumpen sind in unserem zunehmend auf erneuerbaren Energien basierenden Energiesystem ein zentraler Baustein. Ihr Verbrauch ist planbar und die Wärme speicherbar – dadurch kann die Heizung flexibel auf die fluktuierende Energieerzeugung aus Sonne und Wind reagieren und somit den Betrieb des Stromnetzes unterstützen. Das ist das Ergebnis eines länderübergreifenden Forschungsprojektes der Internationalen Energieagentur (IEA). Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE war mit seinen Forschungsarbeiten zu Großwärmepumpen sowie zum Einsatz von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern beteiligt.

Ein Team aus der Abteilung Leistungselektronik und Netzintegration des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist am 3. Mai beim Zukunftspreis der Privaten Stiftung Ewald Marquardt für Wissenschaft und Technik, Kunst und Kultur mit dem 2.Platz ausgezeichnet worden. Michael Geiss, David Derix, Andreas Hensel, Jürgen Thoma und Dirk Kranzer erhielten die mit 7000 Euro dotierte Auszeichnung für die Entwicklung des weltweit ersten Mittelspannungs-Stringwechselrichters für die Photovoltaik.

Eine galvanische Metallisierung von Solarzellen ist zum effizienten Stromabfluss bei hohen elektrischen Leistungen optimal geeignet. Der Prozess eröffnet damit neue Möglichkeiten für klassische Silizium-Solarzellen und insbesondere auch für Solarzellen in speziellen Anwendungen wie Laserleistungszellen, welche zur kabellosen Leistungsübertragung eingesetzt werden. Forscherinnen und Forschern des Fraunhofer ISE gelang es galvanische verstärkte Leiterbahnen auf solchen Laserleistungszellen abzuscheiden. Dies erfolgte direkt aus einer chemischen Lösung in eine Lackmaske. So wurden Kontaktfinger mit einer Höhe von 15 Mikrometern hergestellt, was in etwa dem 5-fachen der Höhe konventioneller Finger entspricht. Dadurch können höhere Ströme nahezu verlustfrei abgeleitet werden.

Eine Studie der Universität Göttingen und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE legt nahe, dass eine Mehrheit der landwirtschaftlichen Betriebe in Deutschland dem Konzept der Agri-Photovoltaik gegenüber aufgeschlossen sind und sich vorstellen können, die Technologie bei sich einzusetzen. Das Forschungsteam wertete dafür Antworten von 214 Landwirtinnen und Landwirten in einer Online-Umfrage aus. Danach können sich 72,4 Prozent von ihnen vorstellen, Agri-Photovoltaik für ihren Betrieb zu nutzen. Wichtigste Beweggründe sind dabei die zusätzliche Einkommensquelle durch die Stromerzeugung sowie eine zukunftsfähige Entwicklung des Betriebs.

Der Expertenrat für Klimafragen hat heute seinen Prüfbericht zu den Emissionsdaten 2023 vorgelegt. In dem gemäß Bundes-Klimaschutzgesetz jährlich erstellten Bericht prüft und bewertet der Expertenrat die vom Umweltbundesamt übermittelte Berechnung der Emissionen und betrachtet die Entwicklungen in ausgewählten Sektoren. Der Verkehrssektor verfehlte danach sein Ziel deutlich um 12,8 Megatonnen CO2-Äquivalente. Insgesamt wurde das Ziel für die Gesamtemissionen erreicht.

Elektrolyseure ermöglichen die umfassende Nutzung erneuerbarer Energien, indem sie Wasserstoff erzeugen, der als chemischer Energiespeicher genutzt werden kann. Um bereits in naher Zukunft konkurrenzfähige Stacks für die PEM-Elektrolyse in hoher Stückzahl produzieren zu können, untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE skalierbare Produktionsverfahren wie Schlitzdüsendruck und Siebdruck zur Herstellung von Katalysatorschichten für der Membran-Elektroden-Einheit (MEA). Sie haben nun Katalysatortinten für beide Produktionsverfahren entwickelt, welche eine Herstellung von Katalysatorschichten mit geringerer Iridium-Beladung und im hohen Durchsatz ermöglichen. Die Material- und Herstellungskosten für PEM-Elektrolyseure werden so erheblich gesenkt.

Im Rahmen des Forschungsprojekts »Modellregion Agri-Photovoltaik für Baden-Württemberg« betreut und überwacht das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE eine aufgeständerte und leicht demontierbare Photovoltaik-Anlage über einer Wiederaufforstungsfläche. Zum Einsatz kommt sie auf den abgebauten und zur Rekultivierung wieder aufgefüllten Flächen einer Quarzsandgrube bei Meßkirch, betrieben durch die Emil Steidle GmbH &Co. KG. Das PV-System stellt die 40 Prozent Verschattung bereit, die Setzlinge in einem Wald vorfinden würden, und lässt sich – sobald die jungen Bäume kräftig genug sind – auf die nächste Fläche versetzen, die aufgeforstet werden soll. Letzte Woche eröffnete Baden-Württembergs Minister für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Peter Hauk die Pilotanlage.

In Einfamilienhäusern und im Neubau sind Wärmepumpen mittlerweile die dominierende Heiztechnologie. In Mehrfamilienhäusern und in älteren Gebäuden ist ihr Einsatz anspruchsvoller, dabei liegt hier ein enormes Potenzial. Ein neuer Leitfaden der Deutschen Energie-Agentur (dena) präsentiert Erfahrungen zum Einsatz von Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern im Bestand und gibt konkrete Handlungsempfehlungen für die Umsetzung.

Wärmepumpen und Ladesäulen sollen für den zuverlässigen Betrieb der Verteilnetze in kritischen Netzsituationen durch den Netzbetreiber gedimmt werden können. Die dafür vorgesehene Kommunikation läuft über den sogenannten Controllable Local System (CLS)-Kanal des Smart Meter Gateways. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte und vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE koordinierte Verbundprojekt »UtiliSpaces« erforscht die Herausforderungen bei der Umsetzung in der Praxis. Im Digital Grid Lab des Fraunhofer ISE werden Hardware und Software für die komplexe Anlagensteuerung erprobt.