Presseinformationen

Industrieprozesse benötigen große Mengen Wärme – häufig als Heißwasser, Druckheißwasser oder Dampf. Groß- und Hochtemperaturwärmepumpen gelten als die zentrale Alternative zur fossilen Wärmeerzeugung. Dazu müssen Anlagen, Komponenten und Betriebsführung auf hohe Temperaturen und dynamische Einsatzbedingungen ausgelegt werden. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in einem neuen Teststand für Hochtemperaturwärmepumpen die Bereitstellung von Prozessdampf bis zu 160 °C sowie von Druckheißwasser detailliert analysiert. Zudem wurden bei einem Monitoring von fünf Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen Erkenntnisse zu Auslegung und Betriebsführung aus dem realen Anlagenbetrieb gewonnen. Es zeigte sich, dass Großwärmepumpen im realen Betrieb zuverlässig funktionieren und die erforderlichen Betriebspunkte erreichen, wenn die Komponenten, Regelung, hydraulische Einbindung und Betriebsstrategie richtig ausgelegt und umgesetzt werden.

Was passiert mit dem Strompreis, wenn deutlich mehr Batteriespeicher am Markt handeln würden? Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat auf seiner Plattform Energy-Charts.info einen Preissimulator veröffentlicht, der diese Frage mit echten Marktdaten beantwortet. Das Werkzeug nimmt die tatsächlichen Kauf- und Verkaufsgebote der täglichen Strombörsenauktion und fügt eine frei wählbare Anzahl von Batteriespeichern hinzu. Nutzerinnen und Nutzer sehen für jede Viertelstunde, wie sich der Börsenstrompreis verändert hätte, wie die Batterien laden und entladen und welchen Ladestand sie haben. Der frei zugängliche Simulator wird täglich mit den neuen Ergebnissen des Stromhandels aktualisiert.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben den Prototyp einer herstellerneutralen App für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik-Betriebe entwickelt, mit der Heizungsanlagen virtuell geplant werden können. Anders als bereits erhältliche Softwaretools bündelt die »Heat Pump PlanAR«-App verschiedene Arbeitsschritte des Planungs- und Installationsprozesses in einer einzelnen Anwendung. Der Software-Prototyp ist ein Ergebnis des Verbundprojekts »WESPE« unter der Leitung des Zentralverbands Sanitär Heizung Klima (ZVSHK) und wurde in engem Austausch mit Handwerksbetrieben konzipiert. Nun soll die Anwendung gemeinsam mit interessierten Softwareunternehmen weiterentwickelt und auf den Markt gebracht werden.

Seit 1986 vermisst das Kalibrierlabor des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE Solarzellen, seit 1991 auch PV-Module. In den vierzig Jahren seines Bestehens kalibrierte es die Leistung tausender Solarzellen und -module unterschiedlichster Technologietypen. Für 152 davon durfte das »CalLab« bisher bestätigen, dass es sich um Rekorde handelt. Bei 66 Rekorden handelte es sich um PV-Module, insbesondere Silizium-Module, bei 86 Rekorden um Solarzellen. Der erste Rekord war ein 1992 vermessenes Mini-Silizium-Solarmodul mit 16,4 Prozent Wirkungsgrad, eingereicht durch die Deutsche Aerospace Aktiengesellschaft mit Bayer-Siliziumwafern. Der neueste, durch das CalLab vermessene Rekord bestätigte einem Modul von AZUR SPACE, temicon und Fraunhofer ISE mit 34,4 Prozent Wirkungsgrad das aktuell effizienteste Solarmodul der Welt zu sein.

Gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE den Aufbau von Elektroden in Batterien so verändert, dass die Batteriezellen 10 bis 15 Prozent mehr Energie bei gleichem Gewicht speichern können. Das gelang ihnen, indem sie die Beschichtungsdicke der Batterieelektroden – beispielsweise von Lithium-Ionen-Batterien – um mehr als das Dreifache erhöhten, wodurch sich gleichzeitig die Anzahl der Stromableiter in der Batteriezelle reduziert. Die neue Elektroden-Architektur setzte das Forschungsteam in industrienah gefertigten Lithium-Ionen Pouch-Zellen um. Des Weiteren übertrugen sie das Konzept erfolgreich auf Zink-Ionen- und Natrium-Ionen-Batteriezellen.

Die weltweit mehr als 23.000 Großflugzeuge verbrauchen jährlich rund 350 Milliarden Liter Treibstoff und emittieren etwa 3 Prozent der menschgemachten CO2-Emissionen. Insbesondere für Langstreckenflüge über 4.000 km gibt es keine Alternative zu flüssigen Kraftstoffen, da nur diese eine ausreichend hohe Energiedichte bereitstellen. Die Entwicklung nachhaltiger Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) hat nun einen wichtigen Meilenstein erreicht: Nach erfolgreicher Qualifizierung durch die internati-onale Standardisierungsorganisation ASTM wurde Methanol als zulässiger Rohstoff für den Alcohol-to-Jet-Herstellungspfad anerkannt. Damit können künftig Methanol-to-Jet-Blendingkomponenten hergestellt und mit mindestens 50 Volumenprozent konventionellem Kerosin zu einem „Drop-in“-Kraftstoff gemischt werden - vollständig kompatibel und ohne Änderungen an Flugzeugen, Triebwerken oder der bestehenden Infrastruktur einsetzbar.

Organische Solarmodule punkten mit Flexibilität, Transparenz und einer besonders guten Ökobilanz. Für einige Anwendungen ist die wellenlängenabhängige Transparenz eine besonders bedeutsame Stärke der organischen Photovoltaik. Nun gelang es Forscherinnen und Forschern der Universität Freiburg und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, 14,5 mal 14,5 Zentimeter große organische PV-Module mit einer Transparenz von durchschnittlich 43,2 Prozent und dennoch ein Wirkungsgrad bis zu 9,26 Prozent zu realisieren. Sie nutzten dafür eine Kombination aus Sputter- und Slot-Die-(Schlitzdüsen-) Beschichtung, beides Verfahren, die industriell erprobt und auf große Modulflächen hochskalierbar sind.

Wärmepumpen sowie Wärmenetze sind die tragenden Säulen der zukünftigen Wärmeversorgung. Das bestätigt die zweite Ausgabe der Studie »Kommunale Wärmeplanung in Deutschland« von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und Öko-Institut auf einer deutlich breiteren Datenbasis als die erste Auswertung von Mai 2025. Gleichzeitig zeigen sich weiterhin erhebliche Lücken bei den Annahmen zur Gebäudesanierung, beim geplanten Einsatz von Biomasse sowie bei der Berücksichtigung industrieller Prozesswärme. Für die zweite Ausgabe wurden rund 380 Wärmepläne ausgewertet, die etwa 940 Kommunen umfassen. Die Mehrheit der neu einbezogenen Wärmepläne wurde bereits auf Grundlage des Wärmeplanungsgesetzes erstellt.

Das amerikanische Unternehmen Source Energy und die Forschungsorganisation Fraunhofer-Institut für Solare Energiesystem ISE haben gemeinsam eine neue Produktreihe für Weltraum-Satelliten basierend auf Silizium-Solarzellen entwickelt. Die Photovoltaik-Module und -Flügel nutzen eine besondere Verschaltung für die Solarzellen. In Kombination mit kostengünstigen Silizium-Solarzellen können die Module zu deutlich geringeren Kosten gefertigt werden, als es mit der momentan im Weltraumsektor vorherrschenden III-V-Standardtechnologie möglich ist. Die automatisierte Fertigung mit einem Schindel-Matrix-Stringer der Firma M10 Solar Equipment GmbH ermöglicht Source Energy eine Produktlieferung in weniger als sechs Monaten ab Bestellung.

Wärmepumpen können in Bestands-Mehrfamilienhäusern alte Gas- und Ölheizungen ersetzen, wenn das gesamte System passend zum Gebäude ausgelegt wird. Das ist das Kernergebnis des Forschungsprojekts »LC R290«, in welchem das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE mit einem Konsortium von zwanzig Firmen aus der Heizungsbranche und Wohnungs-wirtschaft typische Lösungskonzepte für den Heizungstausch erarbeitet hat. Dabei setzte das Projektteam auf das Kältemittel Propan (R290).