Presseinformationen

Ladestationen an Autobahnen, in Parkhäusern oder Logistikzentren müssen künftig ein Vielfaches der heutigen Leistung in kurzer Zeit liefern. Deshalb können neue Ladestationen nicht ohne Weiteres wie bisher an das Niederspannungs-Wechselstromnetz angeschlossen werden. Im Projekt »MS-Tankstelle« entwickelte das Fraunhofer ISE mit Industriepartnern die Mittelspannungs-Systemtechnik für zukünftige Schnellladestationen, die Spitzenlasten von mehreren Megawatt ermöglichen. Der Einsatz von Siliziumkarbid-Halbleitern und die Anhebung des Spannungs-Niveaus senken den Materialeinsatz und die Kosten für die Hochleistungs-Ladestationen. Gleichzeitig ist das System sehr effizient und kann flexibel auf unterschiedlich große Ladestationen und verschiedene Fahrzeugtypen angewandt werden. Ein Demonstrator eines Ladepunktes ist während der E-World (11.-13.2., Essen) auf dem Stand der Fraunhofer-Allianz Energie (Halle 5, D126) zu sehen.

Die öffentliche Nettostromerzeugung in Deutschland hat 2024 einen Rekordanteil erneuerbarer Energien von 62,7 Prozent erreicht. Bei der Solarstrom-Erzeugung wurde 2024 ein neuer Bestwert von 72,2 Terawattstunden (TWh) erzielt, auch der Ausbau der Photovoltaik liegt weiterhin über den Zielen der Bundesregierung. Da auch die Erzeugung aus Braunkohle (-8,4 Prozent) und Steinkohle (-27,6 Prozent) weiterhin stark zurück ging, war der deutsche Strommix so CO2- arm wie nie zuvor. Der Importsaldo stieg auf ca. 24,9 TWh. Das geht aus einer Auswertung hervor, die das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE heute vorgelegt hat. Quelle der Daten ist die Plattform energy-charts.info

Wärmepumpen können mit künstlicher Intelligenz effizienter betrieben werden, da sich fehlerhafte Geräteeinstellungen vermeiden lassen und die Heizsysteme optimiert laufen können. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE forscht an einer neuen Generation von intelligenten Wärmepumpen, die sich mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen an ihre Umgebungsbedingungen anpassen, bei verändernden Bedingungen dazulernen und dadurch Energieeffizienz und Nutzerkomfort steigern. Umfangreiche Simulationsergebnisse versprechen ein Energieeinsparungspotenzial von 5 bis 13% bei erhöhtem Komfort, was durch einen ersten Feldtest in einem realen Gebäude bestätigt werden konnte.

Fraunhofer ISE und Fraunhofer UMSICHT haben ein vorgefertigtes Fassadenelement mit Integrierter Photovoltaik entwickelt, das Stromgewinnung, Wetterschutz und Wärmedämmung in sich vereint. Durch den Wegfall einer zusätzlichen Unterkonstruktion für die Solarmodule werden große Mengen an Material eingespart. Gleichzeitig lässt sich dadurch bei der Sanierung von Gebäudehüllen die Montage beschleunigen. Besucherinnen und Besucher der »BAU« können zwei Varianten der BIPV-Fassadenelemente vom 13. bis 17. Januar 2025 am Stand der Fraunhofer Allianz Bau auf der Messe München besichtigen. Das Fassadenelement entstand im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts »BAU-DNS«.

Die Entwicklung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen bestehend aus stabilen Materialien und gefertigt mit skalierbaren Produktionsverfahren ist die Voraussetzung für den nächsten Technologiesprung der Photovoltaik-Industrie. Über einen Zeitraum von fünf Jahren haben sechs Fraunhofer-Institute im Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU« ihre Kompetenzen vereint, um möglichst nachhaltige Wege für die Markteinführung dieser Tandem-Solarzellen aufzuzeigen. Dabei konnten sie zeigen, dass hohe Wirkungsgrade mit industrienahen Prozessen realisierbar sind. Hohe Effizienzen konnten jedoch nur mit bleihaltigen Perowskiten erzielt werden. Daher entwickelten die Forschenden geeignete Recycling-Konzepte, um die Nachhaltigkeit zu sichern.

Zur Deckung seines Bedarfs wird Deutschland einen Großteil des grünen Wasserstoffs und der wasserstoffbasierten Syntheseprodukte importieren müssen. Im Projekt »HYPAT« hat daher ein Konsortium aus Wissenschaft und Entwicklungszusammenarbeit einen globalen Wasserstoff-Potenzialatlas entwickelt, der nachhaltige Standorte für die grüne Wasserstoffwirtschaft der Zukunft identifiziert und analysiert. Er zeigt erstmals umfassend mögliche Partnerländer Deutschlands für eine kooperative Entwicklung inklusive der potenziellen Handelsvolumina, Produktions- und Transportkosten jeweils für 2030 und 2050 auf.

Das Institut für Psychologie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE haben gemeinsam eine Studie zur sozialen Akzeptanz bauwerkintegrierter Photovoltaik (PV) durchgeführt. Dabei kamen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum Schluss, dass die Akzeptanz von Photovoltaik im urbanen Raum generell sehr hoch ist. PV an modernen Gebäuden wird positiver bewertet als an historischen Gebäuden. Eine farbliche Anpassung von PV-Anlagen an das Gebäude erhöht diese Akzeptanz weiter, bis zu dem Punkt, dass bei einer unsichtbaren Integration von Photovoltaik keine Akzeptanzunterschiede mehr für unterschiedliche Gebäudetypen feststellbar sind.

Eine neue Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE zeigt, wie auf der Ebene der Bundesländer die Transformation des Energiesystems hin zur Klimaneutralität im Jahr 2045 technologisch aussehen könnte. Mithilfe des sektorenübergreifenden Energiesystemmodells REMod wurden kostenoptimierte Entwicklungspfade für die Bereiche Energiewirtschaft, Verkehr, Industrie und Gebäude – einschließlich der notwendigen Infrastrukturen – quantifiziert. Dabei wurden verschiedene mögliche Szenarien betrachtet. Die Studie bestätigt die zentrale Rolle der Elektrifizierung für eine möglichst kosteneffiziente Transformation, wobei Wasserstoff ergänzend in Industrie, Bereichen des Verkehrs und Kraftwerken benötigt wird. Für den Transport von Strom und Wasserstoff aus dem Norden in die Verbrauchszentren im Westen und Süden ist ein stärkerer Netzausbau nötig. Für ein Energiesystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien müssen zudem Erzeugung und Verbrauch flexibilisiert werden.

Batterien sind ein Kernbaustein einer erfolgreichen Energiewende – ob für die Elektrifizierung des Verkehrs, die Stabilisierung des Stromnetzes oder den Ausgleich fluktuierenden Grünstroms. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE forscht seit Jahren entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Batterien. Mit seinem neuen »Zentrum für elektrische Energiespeicher«, das heute eingeweiht wird, stehen ihm nun modernste Labors für internationale Spitzenforschung zur Verfügung. Im Mittelpunkt der aktuellen Forschung steht die Verbesserung von Nachhaltigkeit, Sicherheit und Performance von Batteriespeichern.

Für klimaneutrale Industrieprozesse sind grüner Wasserstoff und darauf basierende Power-to-X-Produkte unverzichtbar. Neben der Wasserstoffproduktion in Deutschland ist daher ein kosteneffizienter Import von Power-to-X-Produkten notwendig. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat im Auftrag des Bundesverbands der Deutschen Industrie (BDI) und des World Energy Council (WEC) die Produktions- und Bereitstellungskosten von Wasserstoff in und aus Kolumbien untersucht. Drei Regionen (Cartagena/Barranquilla, La Guajira, Valle del Cauca) sind demnach besonders geeignet. Neben den rein techno-ökonomischen wurden auch sozio-ökonomische Kriterien berücksichtigt, wie die Einbindung der lokalen Bevölkerung oder bestehende Schutzgebiete. Die Studie ist seit heute online verfügbar.