Presseinformationen 2019

In einem nachhaltigen Energiesystem nimmt Wasserstoff eine Schlüsselrolle ein, als Vermittler zwischen allen Sektoren und insbesondere in der Mobilität und in der Industrie. Um die Klimaschutzziele zu erreichen, müssen die durch den Verkehrssektor verursachten Treibhausgas-Emissionen drastisch gesenkt werden. Zur Unterstützung der Hochskalierung der Brennstoffzellenproduktion für die Wasserstoff-Mobilität fördert das baden-württembergische Umweltministerium jetzt das Projekt »HyFab« mit 7,9 Millionen Euro. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung (ZSW) und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE entwickeln und erproben darin gemeinsam mit weiteren Partnern aus Industrie und Forschung automatisierte Fertigungs- und Qualitätssicherungsverfahren für Brennstoffzellen.

Solarzellen mit höchsten Wirkungsgraden liefern Strom kostengünstig und verbrauchen dabei weniger Fläche und Ressourcen. Sie ermöglichen auch neue Produkte, wie z.B. Elektroautos, die sich über Solarzellen aufladen lassen. Der Wirkungsgrad von Siliziumsolarzellen lässt sich aufgrund von physikalischen Grenzen nicht mehr beliebig steigern. Mit Tandemsolarzellen aus mehreren lichtabsorbierenden Schichten sind dagegen Wirkungsgrade von über 35 % möglich, weshalb sie im Fokus der aktuellen Solarzellenforschung stehen. Im Fraunhofer-Leitprojekt »MaNiTU« entwickeln sechs Fraunhofer-Institute nachhaltige, höchsteffiziente und kostengünstige Tandemsolarzellen auf Basis neuer Absorbermaterialien.

Das seit 2017 betriebene »Rathaus im Stühlinger« der Stadt Freiburg ist das europaweit größte öffentliche Netto-Nullenergiegebäude. Das Gebäude soll in der Jahresprimärenergiebilanz genauso viel Energie zur Verfügung stellen, wie es selbst benötigt. In einem Forschungsprojekt unterstützt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE das Monitoring des Verwaltungsgebäudes. Vor dem Hintergrund steigender fluktuierender Stromeinspeisung wurden auch Konzepte für einen netzdienlichen Betrieb erarbeitet. Am 20. November 2019 stellten die Projektpartner Fraunhofer ISE, badenova, DS-Plan GmbH und Stadt Freiburg Ergebnisse des Projekts vor. In dem Workshop wurden auch Herausforderungen an zukünftige Versorgungsnetze diskutiert.

Agrophotovoltaik kombiniert die landwirtschaftliche Nutzung mit der Stromerzeugung durch Photovoltaik auf der gleichen Fläche. Die Technologie bietet damit Lösungen für die Produktion von Nahrungsmitteln und gleichzeitig für die Energieversorgung unter Berücksichtigung von Bodenschutz und Wassereinsparung. Die erste internationale Konferenz zu agrophotovoltaischen Systemen - AgriVoltaics2020 - findet vom 26. bis 28. August 2020 im französischen Perpignan statt und steht unter dem Motto »Launching Agrivoltaics World-Wide«. Organisiert wird die Veranstaltung vom französischen Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und der PSE Conferences & Consulting GmbH aus Freiburg.

Heizen mit Umweltwärme verursacht einen geringen Kohlendioxidausstoß, zumal bei stetig sinkenden Emissionen der Stromerzeugung. Wärmepumpen werden daher eine wichtige Heizungstechnologie der Zukunft sein. Derzeit nutzen sie jedoch noch überwiegend Kältemittel mit umweltschädlichen Treibhausgasen. Eine Wärmepumpe mit einer klimafreundlichen Alternative hat nun das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelt. Die Forscherinnen und Forscher nutzen das natürliche Gas Propan. Das Treibhauspotenzial ist rund 500mal niedriger als das herkömmlicher Kältemittel und somit äußerst gering. Ein weiterer Vorteil: Der Prototyp der neuen Sole/Wasser-Wärmepumpe benötigt bei gleicher Leistung nur ein Viertel der Kältemittelmenge im Vergleich zu marktverfügbaren Systemen. Eine auf dieser Entwicklung aufbauende Propan-Wärmepumpe wäre die erste dieser Art in Deutschland, die ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen in Innenräumen von Wohngebäuden aufgestellt werden darf. Die Technologie soll nun weiter verbessert werden. Für die Wärmepumpenbranche sind neue Kältemittel besonders wichtig: Ab dem 1. Januar 2020 gelten in der Europäischen Union erste Verwendungsverbote.

Industrienahe Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 22 Prozent, effiziente neue Metallisierungverfahren für die Kontaktierung von Solarzellen und weitere technologische Highlights verzeichnet das Photovoltaic Technology Evaluation Center (PV-TEC) des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Die 2018 erneuerte und deutlich erweiterte Forschungsfabrik ist das größte europäische FuE-Zentrum für kristalline Siliciumsolarzellen-Technologie.

Um die deutschen Klimaschutzziele zu erreichen, muss die Photovoltaik deutlich ausgebaut werden. Je nach Szenario werden bis 2050 bis 500 Gigawatt an installierter PV-Leistung benötigt. Damit dieser massive Ausbau nicht zu Nutzungskonflikten und Akzeptanzproblemen führt, sollte der Flächenverbrauch durch Solarmodule minimiert und Synergiepotenziale realisiert werden. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE stellt auf der EU PVSEC vom 9. bis 13. September in Marseille (Stand F 5) Ideen und Technologien für eine gelungene Integration von Photovoltaik in die bebaute Umwelt vor.

Wissenschaftler im Photovoltaic Technology Evaluation Center PV-TEC des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben in Zusammenarbeit mit Projektpartnern das klassische Siebdruckverfahren zur Feinlinienmetallisierung von Siliciumsolarzellen weiterentwickelt. Durch den Einsatz speziell entwickelter Feinliniensiebe konnte das Projektteam Kontaktfinger mit einer Breite von lediglich 19µm und Höhe von 18µm in einem Druckschritt realisieren. Damit ist eine Einsparung bei der Ressource Silber um bis zu 30 Prozent möglich, was zu einer signifikanten Senkung der Herstellungskosten führt.

Die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt weltweit stark an. Um die Reichweite von Elektrofahrzeugen weiter zu verbessern, hat das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ein PKW-Solardach mit hocheffizienten Solarzellen entwickelt. Das Dach lässt sich in beliebigen Farben individuell beschichten, wobei die Solarzellen unsichtbar in das vorgeformte Solardach integriert sind. Mit einer Nennleistung von etwa 210 W/m² kann das Dach an einem sonnigen Tag Strom für etwa zehn km Fahrtstrecke bei einem E-Auto der Mittelklasse liefern. Über ein Jahr gerechnet kann die Fahrzeugreichweite um etwa 10 Prozent verlängert werden. Auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft (Halle 4.1, Stand C 12) auf der Internationalen Automobil Ausstellung IAA präsentiert das Fraunhofer ISE zwei Solarautodächer in verschiedenen Farben.

Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist es gelungen, den Wirkungsgrad für monolithische Dreifachsolarzellen aus III-V-Halbleitern und Silicium nochmals zu erhöhen. Diese Mehrfachsolarzellen nutzen durch die Kombination von mehreren Absorbermaterialien das Sonnenspektrum energetisch deutlich besser aus als konventionelle Siliciumsolarzellen. Der Weltrekord für eine durch Waferbonden hergestellte monolithische Mehrfachsolarzelle konnte auf 34,1 % verbessert werden. Für eine Siliciumsolarzelle mit direkt abgeschiedenen Halbleiterschichten wurde ein neuer Wirkungsgradrekord von 24,3 % erzielt.

Im Jahr 2000 wurde das EEG-Gesetz mit dem Ziel verabschiedet, die Entwicklung von Stromerzeugungstechnologien aus erneuerbaren Energien wie die Photovoltaik zu fördern, Energieimporte zu reduzieren und den Klimaschutz voranzutreiben. Besitzern von Solaranlagen wurde eine auf 20 Jahre festgelegte Vergütung für die Einspeisung von Strom ins öffentliche Netz zugesichert. Anfang 2021 laufen nun die ersten EEG-Vergütungen aus. Im Rahmen des SINTEG Projekts »C/sells« ruft das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE die Besitzer von älteren PV-Anlagen auf, an einer Befragung zu Betriebsoptionen nach dem EEG teilzunehmen.

Auf der Plakette, die der baden-württembergische Umweltminister Franz Untersteller heute der Institutsleitung des Fraunhofer ISE überreichte, steht: »Hier wird die Energiewende gelebt«. Dieser Slogan drückt aus, was das Ziel des Stuttgarter Ministeriums bei der Kampagne »Orte voller Energie« ist: Kommunizieren und sichtbar machen, wo im Land Energiewende engagiert gelebt und vorangebracht wird. Dem Fraunhofer ISE sprach der Minister dies in umfassender Hinsicht zu, da das Institut sowohl zur künftig tragenden Energiequelle Photovoltaik sowie auch zu allen für die Transformation unseres Energiesystems relevanten Systemaspekten forscht.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zählt zu den 20 Gewinnern im Ideenwettbewerb »Reallabore der Energiewende« des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Ziel dieser neuen Fördersäule ist es, durch großangelegte und systemdienliche Demonstrationsvorhaben den Technologie- und Innovationstransfer von der Forschung in den Markt zu beschleunigen. In den Reallaboren als zeitlich und räumlich begrenzten Experimentierräumen sollen unter realen Bedingungen neue Technologien und Geschäftsmodelle erprobt werden, die mit dem bestehenden Rechts- und Regulierungsrahmen nur bedingt vereinbar sind (Experimentierklausel). Beworben hatten sich 90 Konsortien mit mehr als 500 Partnern aus allen Bundesländern. Die Gewinner sind nun aufgefordert, konkrete Projektanträge einzureichen.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg weiht am 4. Juli 2019 sein neues Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze ein. Mit einem eigenen 110 kV- Hochspannungsanschluss und einer Leistung von 40 MVA verfügt das Laborzentrum über eine weltweit einzigartige Forschungsinfrastruktur. So wird es den gestiegenen Anforderungen an die Leistungselektronik als Schlüsseltechnologie der Energiewende gerecht.

Nachhaltige Versorgungstechnik auf kompaktem Raum: Studierende der Hochschule Offenburg, Berufsschüler der Richard-Fehrenbach-Gewerbeschule und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben in dem Pilotprojekt »SHK4FutureEnergysystems« gemeinsam einen Seecontainer zu einem energieautarken Raummodul umgebaut. Studierende und Azubis lernten dabei anhand der realen Bauaufgabe, wie die Zusammenarbeit von Planern, Forschern und Handwerkern bei anspruchsvoller Heiz- und Klimatechnik funktioniert. Am 28. Juni wird an der Hochschule Offenburg die Fertigstellung des Objektes gefeiert.

Dramatische Kostensenkungen und der rasante Ausbau der Produktionskapazitäten machen die Photovoltaik zu einem Game Changer des globalen Energiesystems. Nicht nur der Stromsektor, sondern auch Verkehr, Wärme, Industrie und Chemieprozesse werden in Zukunft maßgeblich durch Solarstrom versorgt. Darin liegen Chancen, aber auch Herausforderungen – auf der Ebene des Energiesystems ebenso wie für Forschung und Industrie. Die Eckpunkte der zukünftigen Entwicklungen beschreiben führende internationale Photovoltaik-Forscher rund um die Global Alliance for Solar Energy Research Institutes in einem Artikel, der am 31. Mai im Journal »Science« erschien.

Mit den Energy-Charts stellt das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE seit 2011 Deutschlands umfassendste Plattform für zeitaufgelöste Stromdaten der Öffentlichkeit zur Verfügung. In dem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Projekt »EnJour- Aufbereitete Energiedaten für Journalisten« wurde die kostenlose Datenbank nun überarbeitet, um die Fakten zur Energiewende noch verständlicher und besser nutzbar zu machen. Zudem erweitern neue Grafiken das Informationsangebot. »Die mediengerecht aufbereiteten Fakten zu zentralen Fragestellungen der Energiewende sind ein Gegengewicht zu Fake News und Totschlagargumenten in Bezug auf erneuerbare Energien«, sagt Felix Gruber, DBU-Abteilungsleiter Umwelttechnik. Das könne zur Versachlichung der Debatten beitragen und biete die Chance, den Treibhausgasausstoß zu mindern und den Klimaschutz voranzubringen.

Unter dem Titel »Ist eine PV-Fabrik in Deutschland/Europa realistisch?« diskutierten auf der heute zu Ende gehenden Intersolar Europe in München Experten aus Industrie, Forschung und Verbänden über die Chancen und Möglichkeiten, in Deutschland und Europa wieder eine Photovoltaik-Produktion anzusiedeln. Die Podiumsdiskussion basierte auf der Vorstellung erster Ergebnisse einer Studie, die das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE im Auftrag des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) erstellt.

Auf der internationalen Fachmesse The Smarter E wurde die Mondas GmbH am Mittwochabend für das Projekt »Intelligentes solares Nahwärmenetz Gutleutmatten« mit dem renommierten Smarter E Award ausgezeichnet. Mondas Geschäftsführer Christian Neumann nahm den Preis voller Freude im Smarter E Forum entgegen, nicht ohne auf die Bedeutung der Projektpartner hinzuweisen: »Ich nehme den Preis stellvertretend für die Partner Fraunhofer ISE und die badenovaWärmeplus GmbH & Co. KG, die zum Gelingen des Projekts maßgeblich beigetragen haben«, sagte Mondas-Chef bei der Übergabe des Preises vor 200 Gästen.

Um das Energiesystem CO2-emissionsfrei zu machen, gibt es zu den erneuerbaren Energiequellen derzeit keine Alternative. Windenergie- und Photovoltaikanlagen bieten ein hohes technisches Nutzungspotenzial und liefern unmittelbar, effizient und günstig elektrischen Strom. Diesen gilt es auch weitgehend in den Sektoren Wärme, Kälte, Produktion, Mobilität und Transport für eine CO2-neutrale Versorgung zu nutzen. »Der Ausbau der erneuerbaren Energien schreitet voran, aber zu langsam. Wir sind nicht auf Kurs, um den Zielen des Klimaabkommens von Paris gerecht zu werden und die Energiewende in allen Sektoren tatsächlich zu schaffen«, stellen die Energie-Experten der Fraunhofer-Institute ISE, ISI und IEE mit dem »Barometer der Energiewende 2019« gemeinsam fest.

Mit Schindelsolarzellen und Modulen für die Integration von Photovoltaik in Gebäude und Fahrzeuge sowie mit optimierten Sensoren für eine exaktere Solarstrahlungsvorhersage präsentiert sich das Fraunhofer ISE in diesem Jahr auf der Intersolar Europe in München. Neues aus der Leistungselektronik und Batterietechnik sowie Solarzellenproduktionstechnologie und Defektmessung für Solarmodule ergänzen das Spektrum der Exponate auf dem Stand des Fraunhofer ISE in Halle A1.540. Zahlreiche Vorträge und Workshops im Rahmenprogramm und Konferenzteil der Intersolar Europe und der EES ergänzen das Leistungsspektrum des Instituts auf der Leitmesse für Solartechnologie.

Das Verbundprojekt »Agrophotovoltaik – Ressourceneffiziente Landnutzung« (APV-RESOLA) erprobt seit mehr als zwei Jahren die Kombination von Solarstromproduktion und Landwirtschaft auf der gleichen Fläche. Über einer 0,3 Hektar großen Ackerfläche am Bodensee wurden in fünf Meter Höhe Solarmodule mit einer Leistung von 194 Kilowatt installiert. Im ersten Projektjahr 2017 konnte das Projektkonsortium unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesystem ISE bereits eine Steigerung der Landnutzungsrate auf 160 Prozent nachweisen. Im Hitzesommer 2018 wurde dieses Ergebnis noch deutlich übertroffen: Die Teilverschattung unter den Solarmodulen steigerte die landwirtschaftlichen Ernteerträge, die hohe Sonneneinstrahlung die Solarstromproduktion. So lag die Landnutzungseffizienz bei 186 Prozent.

Der Norden von Chile ist eines der sonnenreichsten Gebiete der Erde und verfügt damit über ein riesiges Potenzial für die Entwicklung einer nachhaltigen solaren Energieversorgung. Das Fraunhofer ISE hat vor vier Jahren zusammen mit der Fraunhofer Chile Research Foundation das Solarforschungszentrum Fraunhofer Centro de Tecnologías para Energía Solar CSET in Santiago de Chile gestartet, das mit lokalen Universitäten kooperiert. Prof. Hans-Martin Henning, Leiter des Fraunhofer ISE, traf jetzt in Chile mit Vertretern des Energieministeriums, der Wirtschaftsförderung sowie der Außenhandelskammer zusammen, um die Zusammenarbeit zu bekräftigen und Strategien für die Zukunft zu identifizieren.

Vom 1. bis 5. April präsentiert die Hannover Messe als weltweit führende Industriemesse Schlüsseltechnologien und Kernbereiche der Industrie von Forschung und Entwicklung bis zu Dienstleistungen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE zeigt Innovationen aus dem Bereich Wasserstoff auf dem Gemeinschaftsstand Hydrogen + Fuel Cells Europe (Halle 27, Stand C58). Der Stand feiert sein 25 jähriges Jubiläum mit einer Rekordbeteiligung von 170 Ausstellern aus 20 Ländern auf einer Gesamtfläche von 5.000 m².

Der überwiegende Anteil der Photovoltaikanlagen in Deutschland ist mit Befestigungssystemen auf Dächer montiert. Doch auch in Fassaden und Dachflächen vollständig integrierte Solarmodule bieten Gebäudeeigentümern große Vorteile. Derzeit entwickelt sich für die solaren Gebäudehüllen ein weltweiter Massenmarkt. Vor allem Städte könnten so ihre Energieversorgung nachhaltiger gestalten. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE haben nun Empfehlungen vorgelegt, wie europäische Hersteller erfolgreicher am Markt partizipieren können. Ein wichtiger Baustein ist die industrielle Fertigung kundenspezifisch produzierter solarer Bauprodukte und die Integration in die Planungswerkzeuge und Prozesse der Baufachleute. Am 18.-19. März 2019 tagt zu diesem Thema das Forum Bauwerkintegrierte Photovoltaik in Bad Staffelstein, im Vorfeld des jährlich dort stattfindenden PV-Symposiums.

Vom 11. bis 15. März 2019 präsentiert das Fraunhofer ISE seine Kompetenzen in den Themenfeldern Wärmepumpentechnologien inklusive nachhaltige Kältemittel, Qualitätssicherung und Produktbewertungen, technische Voraussetzungen für z. B. Mieterstrommodelle sowie intelligente Betriebsführung von Gebäuden. Standort auf der ISH in Frankfurt, dem internationalen Branchentreffpunkt für moderne Heizungs- und Klimatechnik und innovative Gebäudelösungen, ist Halle 11 Stand D68.

Auf der Energy Storage Europe in Düsseldorf, der internationalen Leitmesse für Energiespeicher, zeigen acht Mitgliedsinstitute der Fraunhofer-Allianz Energie vom 12. bis 14. März 2019 ihr Leistungsangebot. Im Rahmen des Gemeinschaftsstands (Halle 8b, Stand H33) präsentiert das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Innovationen aus den Bereichen elektrochemische und thermische Energiespeicher, Leistungselektronik und Power-to-Hydrogen. Parallel zur Messe finden die 8. Energy Storage Europe Conference (ESE) und die 13. International Renewable Energy Storage Conference (IRES) statt. Forscher des Fraunhofer ISE präsentieren dort Ergebnisse aus den Themenbereichen thermische und elektrische Energiespeicher.

Freiburg/Abu Dhabi (January 16, 2019) Prof. Eicke R. Weber, former director of the Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE and Vice President of the International Solar Energy Society (ISES) has been awarded the SOLAR FUTURE.TODAY Visionary Influencer Award 2019 in the category Yearly Lifetime Achievement Award. The award was presented to Prof. Weber during the 3rd Black-Tie Gala Abu Dhabi on the occasion of the 3rd SOLAR FUTURE.TODAY World Annual Forum in Abu Dhabi last night, on January 15, 2019.

Digitalisierung, Klimawandel, Ressourcenverknappung und Wohnraummangel sind Herausforderungen, die auch von der Bauindustrie innovative und nachhaltige Lösungen fordern. Die Mitgliedsinstitute der Fraunhofer-Allianz Bau forschen kontinuierlich an interdisziplinären Lösungen und Systemen, um die »Lebensräume der Zukunft« aktiv mitzugestalten. Mit ihrer Sonderschau auf der BAU 2019 (14. bis 19. Januar 2019, München) zeigt die Fraunhofer-Allianz Bau innovative Produkte und Systemlösungen aus ihrer Bauforschung. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE präsentiert auf der Sonderschau in Halle C2, Stand 528, innovative und nachhaltige Lösungen.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg hat ein Klebeverfahren zur Verschaltung von Silicium-Solarzellen für die industrielle Produktion von Schindelmodulen entwickelt. Die hohe Effizienz von Modulen mit Schindelzellen und ihr ästhetisches Erscheinungsbild lassen die Nachfrage auf dem Markt aktuell stark ansteigen. Der industrielle Zell-Stringer am Fraunhofer ISE ist deutschlandweit einzigartig und bietet verschiedenste Möglichkeiten für die Prototypenfertigung der hocheffizienten Module.