Ertragsoptimierung mikromorpher PV-Dünnschichtmodule (ErMi)

Photovoltaik, Dünnschichttechnik, PECVD, Energieertrag

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Technik
Ringstraße 94
32427 Minden

Projektleitung
Prof. Dr. Frank U. Hamelmann, FB Technik
Tel.: 0571-8385 183
frank.hamelmann@fh-bielefeld.de

Vertretung
Prof. Dr. Grit Behrens, FB Technik
Tel.: 0571-8385 184
grit.behrens@fh-bielefeld.de

Projektbeteiligung
Inventux Technologies; University Sheffield; EPFL Neuchatel; Universität Uppsala; Universität Wroclav

Laufzeit
09/2012 - 08/2015

Projektförderung
BMBF
                         
Kurzbeschreibung
Ziel des Vorhabens ist es, die Vorteile der mikromorphen PV-Technologie des KMU-Partners in der realen Anwendung zu dokumentieren, um die Wettbewerbsfähigkeit des Projektpartners aus dem KMU-Bereich nachhaltig zu stärken. Weiterhin sollen Schwachstellen beim Langzeitbetrieb von neuartigen Modulen aufgedeckt werden, sowie die Auswirkungen bei Änderungen im Design der dünnen Schichten unter echten Betriebsbedingungen ermittelt werden. Schließlich soll durch Modellierung des Zusammenhangs der Wetterbedingungen (Sonneneinstrahlung, -spektrum, Temperatur, Wind, Regen) mit der Modulleistung ein Verfahren entwickelt werden, um Energieerträge bestehender PV-Anlagen mithilfe von internetbasierten Wettervorhersagen präzise prognostizieren zu können, und damit PV-Anlagen für den Eigenverbrauch optimieren zu können. Zunächst wird ein Freiflächen-Teststand am Campus Minden aufgebaut und in Betrieb genommen, mit dem die Module des KMU-Partners dauerhaft bezüglich Ihrer Leistungsabgabe gemessen werden (MPP-Tracking). Alle relevanten Parameter werden simultan aufgezeichnet. Die Auswertung der Daten ermöglicht die Entwicklung eines Modells, mit dessen Hilfe dem Endkunden eine Energieprognose für sein PV-System möglich gemacht werden kann. Weiterhin erlauben die Modelle eine Optimierung des Schichtdesigns der PV-Dünnschichtmodule hinsichtlich maximaler Energieerträge, und stärken somit nachhaltig die Wettbewerbsfähigkeit des KMU-Partners.

Möglicher Gewinn an Energie bei verschiedenen Betriebstemperaturen

Im Rahmen des seit September 2012 laufenden Projektes wird aktuell gerade die zweite Veröffentlichung vorbereitet. Die ersten Veröffentlichungen wurde dieses Jahr auf der PVSEC 2013 in Paris vorgestellt. Sie untersucht die lichtinduzierte Degradation von mikromorphen Photovoltaikmodule bei verschiedenen Temperaturen. Das Ergebnis zeigt, dass höhere Temperaturen der Degradation des Staebler-Wronski-Effektes auch bei mikromorphen Modulen entgegenwirken. Dadurch erfolgt bei höheren Degradationstemperaturen ein höherer Wirkungsgrad unter Standart-Test-Bedingungen. Dies bewirkt eine höhere Effizienz bei konstanten Betriebstemperaturen als bisher vermutet.

Differenz von monokristallinen zu mikromorphen Solarmodulen bei verschiedenen Einstrahlungen

Die zweite Veröffentlichung, die aktuell vorbereitet wird zeigt das Schwachlichtverhalten der PV-Module auf dem Teststand dieses Projektes.