Presseinformationen 2016

Forschung und Industrie investieren viel Know-how in die Leistungssteigerung von Solarzellen. Um von dem Effizienzvorsprung auf Zellebene auch auf Modulebene zu profitieren, muss die Integration von Solarzellen zuverlässig und gleichzeitig verlustarm umgesetzt werden. Vor diesem Hintergrund hat die Gruppe »Photovoltaische Module« am Fraunhofer ISE die Software SmartCalc.CTM entwickelt. PV-Modulhersteller und Materialhersteller können damit den Aufbau und die Materialkombination eines PV-Moduls optimieren, ohne dass eine Prototypenherstellung erforderlich ist.

Die Effizienz leistungselektronischer Systeme ist nicht allein vom elektrischen Wirkungsgrad, sondern im Fall mobiler Systeme auch vom Gewicht abhängig. Durch die Gewichtsreduktion entsprechender Bauteile und Geräte, z.B. in Flugzeugen, kann Treibstoff eingespart und der Ausstoß von Abgasen reduziert werden. Zur Gewichtsreduktion und Effizienzsteigerung tragen neue Materialien und Komponenten auf Basis von Galliumnitrid (GaN) bei. Durch ihren Einsatz können leistungselektronische Schaltungen mit höheren Schaltfrequenzen betrieben und so deren Leistungsdichte erhöht sowie Materialkosten gesenkt werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben sich gemeinsam mit Partnern mit der Frage beschäftigt, wie zukünftig diese Materialien und Komponenten leistungselektronische Systeme für die Luftfahrt noch effizienter machen können.

Mit einem wissenschaftlichen Symposium zur globalen Energiewende hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE am 11. November 2016 im Konzerthaus Freiburg die Verdienste von Prof. Eicke R. Weber gewürdigt, der die Leitung des Instituts zum Jahresende aus Altersgründen abgeben wird. Weber gab der deutschen Solarforschung eine weltweit beachtete Stimme und setzte sich mit großem Engagement wissenschaftlich wie politisch für die Energiewende ein. Auch die Struktur und Geschäftsfelder des Instituts richtete er darauf aus und konnte die Belegschaft seit 2006 auf heute 1100 Mitarbeitende mehr als verdoppeln, der weitgehend selbst verdiente Betriebshaushalt wuchs in dieser Zeit von ca. 25 Mio. auf 73 Mio. Euro (2015).

Forschern am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist es gemeinsam mit der österreichischen Firma EV Group gelungen, eine Mehrfachsolarzelle auf Silicium-Basis mit nur zwei Kontakten herzustellen, welche die theoretische Wirkungsgradgrenze reiner Siliciumsolarzellen überschreitet. Hierfür übertrugen die Forscher nur wenige Mikrometer dünne III-V Halbleiterschichten auf Silicium. Die Verbindung gelang ihnen mittels eines aus der Mikroelektronik bekannten Verfahrens, dem direkten Waferbonden. Dabei werden Oberflächen nach einer Plasmaaktivierung im Vakuum unter Druck miteinander verbunden. Es entsteht eine Einheit, indem die Atome der III-V Oberfläche Bindungen mit dem Silicium eingehen. Für eine derartige vollständig integrierte Mehrfachsolarzelle auf Silicium-Basis stellt der erzielte Wirkungsgrad ein erstmaliges Ergebnis dar. Der Solarzelle sieht man die komplexe innere Struktur nicht an, sie besitzt wie herkömmliche Siliciumsolarzellen einen einfachen Vorderund Rückseitenkontakt und kann wie diese in PV-Module integriert werden.

Im Rahmen der Intersolar India fand gestern, 19. Oktober 2016, in Mumbai die Preisverleihung des zweiten »Solar for All« Contest for Innovative Community Solar Electrification Solutions 2016 statt. Die Canopus Foundation und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE organisieren den Wettbewerb gemeinsam und konnten nach der Jury-Sitzung die Gewinner bekannt geben. Der erste Preis wurde geteilt und an zwei indische Projekte verliehen, Boond Engineering und Mera Gao Power.

The two largest research organizations for renewable energy research in the world, the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE in Germany and the U.S. Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory NREL have signed a Memorandum of Understanding (MOU) for close collaboration on hydrogen and fuel cell technologies research. The official launch took place on Monday, October 10th at the “f-cell / World of Energy Solutions” conference in Stuttgart.

Unter dem Titel »Kartoffeln unter dem Kollektor« veröffentlichte Prof. Adolf Goetzberger 1981 in der Zeitschrift Sonnenenergie einen »Vorschlag für eine besonders günstige Anordnung für Solarenergieanlagen in Verbindung mit der landwirtschaftlichen Nutzung«. Nachdem das Konzept einige Jahre in der Schublade verschwunden war, beschäftigten sich Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solar Energiesysteme ISE seit 2011 wieder intensiv mit der Agrophotovoltaik (APV), der gleichzeitigen Nutzung landwirtschaftlicher Flächen für die Nahrungsmittelproduktion und die Energiegewinnung. Jetzt können die Wissenschaftler des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern des heutigen Projekts »APV-Resola« die Ernte des Gedankens von damals einholen: Am 18. September 2016 weihen sie in einem Pilotprojekt am Bodensee die größte APV-Forschungsanlage in Deutschland ein. Bei diesem Anlass wird auch die Auszeichnung als Ort im Land der Ideen überreicht.

2016 werden mehr als 35 Prozent unseres Stroms aus regenerativen Energiequellen stammen. Die Flexibilisierung des Energiesystems durch den Einsatz von Speichern wird daher von Wissenschaft und Wirtschaft auf allen Ebenen vorangetrieben. Ein Schwerpunkt ist die Entwicklung von Speicherlösungen für die Hausversorgung auf Basis von Lithium-Ionen-Batterien. Sie sind besonders effizient und langlebig. Allerdings gibt es für diese Batterietechnologie bislang keine ausreichenden Normen und Prüfvorschriften. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE forscht nun in zwei Projekten an diesem für die Akzeptanz und Verbreitung der Technologie wichtigen Aspekt. Beide Projekte werden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt.

2nd “Solar for All” Contest for Community Solar Electrification Solutions 2016 - zum zweiten Mal organisiert die Canopus Foundation in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE einen Wettbewerb für solare Energieversorgungskonzepte für Entwicklungs- und Schwellenländer. Im Fokus steht diesmal die Photovoltaik basierte Dorfstromversorgung. Die Finalisten für den Preis, der am 19. Oktober 2016 auf der Intersolar India in Mumbai verliehen wird, stehen fest.

Das Erreichen der europäischen Klimaschutzziele, die Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2050 um mindestens 80 Prozent, setzt eine substanzielle Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien voraus. Im Projekt »RES-DEGREE« untersuchten Forscher des Fraunhofer ISE und des E3MLab der Technischen Universität Athen gemeinsam, wie die europäischen Klimaschutzziele erreicht werden können und welche Auswirkungen dies auf den Anteil erneuerbarer Energien am europäischen Strommarkt und den Stromaustausch zwischen den Ländern hat. Die Ergebnisse wurden jetzt in einem abschließenden Projektbericht veröffentlicht.

Zum elften Mal wurden herausragende junge Wissenschaftler mit dem prestigeträchtigen SolarWorld Junior Einstein Award geehrt. Im Rahmen der Intersolar Europe in München vergab das deutsche Solarunternehmen am 22. Juni 2016 die diesjährigen Preise gleich an zwei Nachwuchswissenschaftler: Dr.-Ing. Frank Feldmann, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, wurde gleichzeitig mit seinem Kollegen Dr. Udo Römer, Institut für Solarenergieforschung in Hameln, geehrt.

Das Kalibrierlabor CalLab PV Cells des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE feiert Jubiläum. Seit 30 Jahren gehen hochgenau vermessene Referenzsolarzellen – und seit fast 25 Jahren auch Referenzmodule – von Freiburg in die ganze Welt. Wie beim Urmeter ermöglicht das einen international vergleichbaren Maßstab für die Photovoltaik. Hersteller und Forscher können damit Leistungswerte vergleichbar und gerichtsfest machen. Als das CalLab PV Cells 1986 seinen Betrieb aufnahm, war es die erste Institution seiner Art in Europa. Es genießt seitdem international höchstes Renommee.

EDF Energies Nouvelles und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE feiern ihre langjährige Zusammenarbeit. Seit zehn Jahren nutzt EDF Energies Nouvelles das Know-how des Fraunhofer ISE für die präzise Kalibrierung und Qualitätssicherung seiner Solarmodule für die weltweit installierten Solarkraftwerke.

In Deutschland begrüßen viele Menschen die Energiewende und den Ausbau der erneuerbaren Energien. Bei konkreten Maßnahmen in der unmittelbaren Umgebung, dem Bau von Windrädern oder Stromtrassen, verwandelt sich Akzeptanz aber schnell in Ablehnung. Das Forschungsprojekt »KomMA-P | Akzeptanz der Energiewende stärken« hat daher untersucht, wie Partizipation die Akzeptanz für die Energiewende erhöhen kann. Ein interdisziplinäres Team hat verschiedene Energiewendemodelle und Partizipationsformen entwickelt und deren Akzeptanz in einer Umfrage ermittelt. Fazit: Stadtwerke und Kommunen übernehmen eine Vorreiterrolle bei der Beteiligung der Bürgerschaft an der Energiewende. Was sie tun können, um die Energiewende bürgernah zu gestalten, ist Thema eines Symposiums am 30. Juni 2016 in Berlin.

Im Rahmen ihrer Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie (MKS) verweist die Bundesregierung auf die zunehmend engere Verbindung des Ausbaus der erneuerbaren Energien im Stromsektor und des Straßen- und Schienenverkehrs, aber auch des Schiffs- und Flugverkehrs, um die klimapolitischen Ziele erreichen zu können.

Der Ausbau des Anteils erneuerbarer Energien am Energiemix und der damit verbundene Zuwachs dezentraler Erzeugungsanlagen stellen die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen. Sie müssen bei fluktuierender Stromerzeugung und immer komplexerer Netzinfrastruktur die Stabilität und Sicherheit der Stromversorgung gewährleisten. Präzise Prognosen, z. B. für die Einspeiseleistung von Photovoltaikanlagen ins Stromnetz, gewinnen daher für die Netzbetreiber an Bedeutung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und TransnetBW haben gemeinsam ein Verfahren entwickelt, mit dem eine präzise Hochrechnung der Einspeiseleistung von PV-Anlagen möglich ist.

Photovoltaik und Windenergie sind die tragenden Säulen der Energiewende, die als eine der größten gesellschaftlichen Herausforderungen der kommenden Jahrzehnte gilt. »Die gesamte elektrische Energie, die jährlich durch Photovoltaik bereitgestellt wird beträgt mehr als 250 Terawattstunden. Das entspricht etwa dem Ertrag von 30 Atomkraftwerken. Um einen maßgeblichen Beitrag zu den internationalen Klimazielen zu leisten, muss die jährlich neu installierte Photovoltaikleistung in den nächsten 15 Jahren verzehnfacht werden. Insgesamt muss Solar-Technologie also immer effizienter und kostengünstiger werden, um diesen Markt gut bedienen zu können«, erklärt Dr.-Ing. Ralf Preu, Bereichsleiter Photovoltaik-Produktionstechnologie und Qualitätssicherung am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Mit der Entwicklung der Laser Fired Contact (LFC)-Technologie haben der Forscher und sein Kollege Jan Nekarda bereits einen Beitrag hierzu geleistet. Effizientere Solarzellen können damit kostengünstig hergestellt werden. Im Rahmen der Jahrestagung der Fraunhofer-Gesellschaft am 10. Mai 2016 in Essen wurden Ralf Preu und Jan Nekarda für ihre Entwicklung mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2016 geehrt. »Wir freuen uns sehr über diese Auszeichnung«, freut sich Ralf Preu, »über die Anerkennung unserer Arbeit hinaus zeigt sie die Innovationskraft der deutschen und europäischen Photovoltaikindustrie.«

Erneuerbare Energien tragen weltweit in immer größerem Umfang zur Stromversorgung bei. Im Zusammenspiel können sie einen ökologisch und ökonomisch sinnvollen Strommix über Ländergrenzen hinweg bereitstellen. Entscheidend hierfür ist die zuverlässige Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Strom aus erneuerbaren Energien. Im Projekt »Supergrid« haben Fraunhofer-Institute erforscht, wie ein solches Strom- und Verteilnetz zwischen Nordafrika und Europa funktionieren kann. Sie haben Szenarien für ein erneuerbares Energiesystem in der MENA-Region entworfen, potenzielle Technologien verglichen, neue Detaillösungen entwickelt und Regulierungsmechanismen evaluiert. Die Ergebnisse des Übermorgen-Projekts »Supergrid« wurden jetzt in einer abschließenden Studie veröffentlicht.

Im Frühjahr 2006 als »Forschungsfabrik für Solarzellen« eingeweiht, war das Fraunhofer ISE Photovoltaik-Technologie Evaluationscenter PV-TEC die erste institutionelle Pilotlinie für kristalline Siliciumsolarzellen. Mit Unterstützung des Bundesumweltministeriums bot das Labor damals als neues, einzigartiges Dienstleistungszentrum für die Photovoltaik (PV)-Industrie auf 1200 m² Fläche Forschung, Entwicklung und Service im Produktionsmaßstab. Der Technologietransfer in die Industrie erfuhr dadurch eine enorme Beschleunigung, und das PV-TEC fungierte als Wegbegleiter für den Aufstieg Deutschlands zur weltweit führenden Nation in den Bereichen Solarzellenproduktion und Produktionstechnologie, letzteres bis heute. In Anwesenheit hochrangiger Vertreter des baden-württembergischen Umweltministeriums sowie des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie wird das Jubiläum am 13. April 2016 in Freiburg gefeiert. Veranstaltungsort und zweiter Anlass zum Feiern ist die Laborerweiterung »PV-TEC Select«, dessen Infrastruktur auf die Realisierung von Zellwirkungsgraden von 25 Prozent zielt.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE stellt auf den Berliner Energietagen am 12. April 2016 neue Forschungsergebnisse zu netzdienlichen Gebäuden und Quartieren vor. Prof. Dr. Hans-Martin Henning, stellvertretender Institutsleiter, wird in einem Übersichtsvortrag zeigen, wie Gebäudemasse und technische Speicher helfen, die Fluktuationen durch erneuerbare Energien zu glätten. Der Vortrag ist Teil eines Workshops, dessen Veranstalter neben dem Fraunhofer ISE das Fraunhofer IBP und die RWTH Aachen sind. Mehr Informationen zum Workshop finden Sie hier: www.energietage.de/details/va/2016-504.html

Vom 28. bis 29. April 2016 veranstaltet das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE den diesjährigen SOPHIA-Workshop »PV Module Reliability« gemeinsam mit dem Austrian Institute of Technology AIT in Wien, Österreich. Internationale Referenten aus Forschung und Wirtschaft widmen sich in ihren Vorträgen u. a. den Innovationen im Materialbereich, den Fragen der Zuverlässigkeit von PV-Modulen auf Systemebene sowie der Modulintegration in Gebäude und stehen in den anschließenden Diskussionsrunden für Rückfragen und zum gegenseitigen Austausch zur Verfügung. Die Registrierung für den Workshop ist bis 20. April 2016 unter folgendem Link möglich: https://www.conftool.net/pv-module-reliability-workshop-2016/

Prof. Dr. Joachim Luther, von 1993 bis 2006 Leiter des Fraunhofer ISE, wird am 31. März 2016 75 Jahre alt. Seit Jahrzehnten gilt sein Engagement der Solarenergie.1993 trat er die Nachfolge des Institutsgründers Prof. Dr. Adolf Goetzberger an und leitete zwölfeinhalb Jahre das Fraunhofer ISE, das größte Solarforschungsinstitut Europas. Er führte das Institut durch eine für die Solarindustrie entscheidende Phase. Bereits unter seiner Führung hatte sich die Mitarbeiterzahl verdoppelt – 2006 arbeiteten dort 450 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter – heute sind es rund 1100.

Im Rahmen einer Tagung der »Global Alliance for Solar Energy Research Institutes (GA-SERI)« befassten sich internationale Experten aus Deutschland, Japan, den USA sowie weiteren Ländern mit der Zukunft der Photovoltaik (PV). Im Jahr 2015 wurden weltweit 60 Gigawatt (GW) an PV-Leistung neu installiert. Damit hat sich der PV-Markt an die globale Produktionskapazität angeglichen. Vor diesem Hintergrund trafen sich 50 Experten zum ersten »GA-SERI Terawatt Workshop«, der mit Unterstützung durch die Bundesumweltstiftung (DBU) am 17. und 18. März in Freiburg stattfand. Vertreter aus Forschungsinstituten, der Industrie sowie von Förder- und Finanzinstitutionen diskutierten den Beitrag der Photovoltaik zu Energiesicherheit, zu Wohlstand und zur Abschwächung der Klimawandels, und kündigten den Übergang in eine neue Phase an, die die PV in den Terawatt-Maßstab bringen wird.

Konzentrierende Photovoltaiksysteme (CPV) erreichen die höchsten Wirkungsgrade für die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, und die Technologie zeigt noch viel Potenzial. So kann das Fraunhofer ISE nach einem Zell-Weltrekord vor zwei Jahren nun auch auf der Modulebene einen Höchstwert verkünden. Ein Mini-Modul auf der Basis von Vierfachsolarzellen erzielte einen bestätigten Weltrekordwirkungsgrad von 43,4 Prozent. »Das ist ein neuer Meilenstein für die CPV Technologie und zeigt das Potenzial für die industrielle Umsetzung«, freut sich Dr. Andreas Bett, Stellvertretender Institutsleiter und Bereichsleiter Materialien – Solarzellen und Technologie am Fraunhofer ISE.

Seit mehr als 30 Jahren widmet sich das Fraunhofer ISE der Entwicklung eines breiten und interdisziplinären Technologiespektrums, um eine erfolgreiche Umsetzung der Energiewende zu ermöglichen. In seinem Nachhaltigkeitsbericht dokumentiert das Institut nun erstmals, wie sich über seine zukunftsweisenden Innovationen hinaus das Thema Nachhaltigkeit auch in den Organisationsprozessen und der Infrastruktur des Instituts widerspiegelt.

Zum zweiten Mal führen die Canopus Foundation und das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE den Wettbewerb “Solar for All” durch.