Presseinformationen

Wissenschaftliche Erkenntnisse zu Wärmepumpen sammeln, evaluieren und für unterschiedliche Zielgruppen verständlich aufbereiten – das ist das Ziel von »Heat Pumps Watch«. Das Spin-Off des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg um Wissenschaftler Dr. Marek Miara möchte Fachleuten, Politik und auch Hausbesitzerinnen und Hausbesitzern, die vor der Umstellung ihres Heizungssystems stehen, Orientierung rund um das Thema Wärmepumpen geben. Heat Pumps Watch ist eine Non-Profit-Organisation, ihr erstes Projekt wird durch die Stiftung Klimaneutralität finanziert.

Wärmepumpen heizen auch in Bestandsgebäuden effizient und klimafreundlich. Zu diesem Ergebnis kommt ein Forschungsprojekt des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE. In dem Projekt nahmen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vier Jahre lang detaillierte Messungen an 77 Wärmepumpen in Ein- bis Dreifamilienhäusern vor. Das Ergebnis: Die Wärmepumpen erreichten Jahresarbeitszahlen von 2,6 bis 5,4. Die CO2-Emissionen der Wärmepumpen, erstmals unter Berücksichtigung zeitvariabler Faktoren berechnet, lagen für das Jahr 2024 um 64 Prozent niedriger als jene von Erdgasheizungen. Das Forschungsteam führte zudem Langzeit-Schallmessungen durch und ermittelte, wie Photovoltaikanlagen in den Wärmepumpenbetrieb integriert werden können. An dem Projekt waren neben dem Fraunhofer ISE zwei Energieversorger und neun Wärmepumpenhersteller beteiligt.

Die Deutsche Bahn ist der größte Stromverbraucher in Deutschland und betreibt ein eigenes Stromnetz von knapp 8.000 Kilometer Länge. Wie dieses für die Einspeisung von Solarstrom genutzt werden kann, untersuchte das Projekt »PV4Rail«. Das Konsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE entwickelte und testete einen Wechselrichter für die direkte Einspeisung von Photovoltaik-Strom, analysierte das Flächenpotenzial längs der Gleise und führte techno-ökonomische Untersuchungen von Bahnstrom-PV-Anlagen durch. Diese könnten ein wichtiger Baustein der Energiewende werden, wenn regulatorische und marktliche Nachteile ausgeglichen würden.

Mit einem wissenschaftlichen Symposium wurde Prof. Hans-Martin Henning gestern in den Ruhestand verabschiedet. Der Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg prägte über viele Jahre auch die Energieforschung der Fraunhofer-Gesellschaft. Als Vorsitzender des Expertenrats für Klimafragen beriet er von 2020 bis 2025 die Bundesregierung bei der Umsetzung des Klimaschutzgesetzes und war in dieser Funktion ein Mahner für konsequente Maßnahmen.

Die Umstellung des Schwer- und Nutzfahrzeugsektors auf emissionsfreie Antriebe treibt das erwartete Produktionsvolumen von Brennstoffzellen. Gleichzeitig gewinnt die Elektrolyse als Baustein für eine emissionsarme Energiewirtschaft an Bedeutung. Für den Markthochlauf beider Technologien sind neue Produktionsmethoden nötig. Das Fraunhofer ISE hat eine flexible Forschungsplattform für Produktionsforschung an Membran-Elektroden-Einheiten (MEAs) entwickelt, die Komponentenherstellern sowie Maschinen- und Anlagenbauern für Produktionsfragen in diesen Technologien zur Verfügung steht. Im Mittelpunkt stehen innovative, kontinuierliche Prozesse, die hohe Durchsatzraten und Kostensenkungen ermöglichen, wie bzw. Rolle-zu-Rolle. Die Produktionsforschung betrachtet dabei die gesamte Wertschöpfungskette einschließlich der Qualitätskontrolle.

Ein internationales Forschungsteam von Photovoltaik-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftlern hat einen entscheidenden Schritt in Richtung Industrialisierung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen gemacht. Sie konnten beweisen, dass es möglich ist, die Perowskit-Oberzelle in Kombination mit den Silizium-Unterzellen zu passivieren. Diese Unterzellen haben eine pyramidenförmige Oberflächenstruktur und sind derzeit der Industriestandard für Solarzellen. Darüber hinaus entdeckten sie, dass die Passivierung – anders als beim Silizium – die gesamte Perowskit-Schicht beeinflusst. Dies führt zu weiteren Effizienzsteigerungen. Die PV-Forschenden der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), der Universität Freiburg und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE präsentierten ihre technologischen und wissenschaftlichen Innovationen zur Passivierung von Perowskit-Oberzellen im Journal Science.

Eine erfolgreiche Energiewende benötigt neben dem Ausbau der erneuerbaren Erzeugung jederzeit einen stabilen Systembetrieb. Dafür müssen in Zukunft Erneuerbare Energien und Speicherkraftwerke umfangreiche Systemdienstleistungen sowie essenzielle, netzbildende Eigenschaften übernehmen. Im Projekt »GFM Benchmark« hat das Fraunhofer ISE im Auftrag der vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber ein Prüfverfahren für netzbildende Wechselrichter erprobt und auf Geräte verschiedener Hersteller angewandt. Mit dem Projekt wurde einerseits ein umfassender Überblick über die Marktreife netzbildender Wechselrichter geschaffen. Andererseits liefern die Projektergebnisse einen wichtigen Praxis-Check für neue nationale und europäische Prüfnormen.

Mit dem feierlichen Spatenstich am 22. Juli 2025 beginnt der Bau des Ingenieurzentrums Nachhaltigkeit (IZN) auf dem Campus Flugplatz in Freiburg. Das neue Gebäude wird künftig die intensive Zusammenarbeit der fünf Freiburger Fraunhofer-­Institute mit der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg unter dem Dach des Instituts für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH) stärken.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE hat einen umfassenden Leitfaden zur schwimmenden Photovoltaik (Floating PV) veröffentlicht, um die Markteinführung dieser Technologie zu unterstützen. Dieser bietet praxisnahe Empfehlungen sowie Informationen über das Potenzial schwimmender Photovoltaikanlagen, den aktuellen Technologiestand und den rechtlichen Rahmen. Zudem enthält der Leitfaden Hinweise zur Planung und zum Betrieb von FPV-Anlagen und analysiert deren Nachhaltigkeitspotenzial. Der Leitfaden stützt sich auf Erkenntnisse aus den Projekten »PV2Float« und »FPV4Resilience«, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) sowie das Leistungszentrum Nachhaltigkeit Freiburg (LZN).

In mehreren Studien hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE das Flächenpotenzial für Agri-Photovoltaik – die Kombination von landwirtschaftlicher Nutzung mit Solarstromerzeugung für ganz Deutschland erhoben. Erstmals wurden dabei alle Arten landwirtschaftlicher Flächen betrachtet und in einem Entscheidungsprozess mit einer Vielzahl unterschiedlicher Kriterien optimale Standorte identifiziert. Bereits auf den am besten geeigneten Flächen könnten demnach 500 Gigawatt Peak Solarleistung installiert werden. Das übertrifft die Photovoltaik-Ausbauziele Deutschlands für 2040. Das Institut erhob des Weiteren das Agri-PV-Potenzial für einzelne Landkreise und Städte.