Unter dem Begriff Photovoltaik werden Komponenten und Anlagen zusammengefasst, die nach einer Bestrahlung mit Licht als Strom- und Spannungsquelle fungieren können und damit in der Lage sind, elektrische Arbeit zu leisten. Die bekanntesten Vertreter aus der Photovoltaik sind die Solarzellen.

Unsere Datenbanksysteme zur Photovoltaik decken neben einer Vielzahl an technischen Parametern zu Solarmoduldtypen, Solaranlagen und ihren typischen Komponenten wie Wechselrichter, Gestell- und Unterbauten auch ein Register über betriebswirtschaftliche Informationen zu Herstellern, Lieferanten, Solarteur-Fachbetrieben und Anwendern ab. Zuverlässige Referenz- und Marktdaten können so schnell und zeitsparend nach kundenspezifischen Anforderungen ermittelt werden. Unser selbstentwickeltes Scoring-System ermöglicht Ihnen darüberhinaus eine belastbare und verlässliche Entscheidung für ihre Investition in die Erneuerbare Energietechnik und die richtige Auswahl ihrer Projekt-Partner.

Ferner können Sie bei uns in kompakter Form Übersichten sowie Original-Dokumente für Gesetzesvorgaben, Richtlinien, Studien, Fach-Publikationen und nationale wie auch internationale Messe/Veranstaltungs-/Konferenz-Termine zur Photovoltaik erhalten.

Bei Interesse und für weitere Informationen nehmen Sie bitte Kontakt mit unserem PV-Service Team service@isapotsdam.de auf. Gerne beraten wir Sie auch persönlichen, bei Ihnen vor Ort.

Optisches Lichtmanagement für Solarmodule

Durch den Einsatz geeigneter Optiken kann die flächenbezogene Einstrahlungsleistung des Sonnenlichts erhöht werden. Für den Faktor 1-20 spricht man vom L-CPV Bereich, für den Faktor 100-500 vom H-CPV Bereich. Durch die Konzentration des Lichtes steigt nicht nur der Photostrom der Solarzellen linear an, sondern ebenso im natürlichen Logarithmus deren Leerlaufspannung. Dadurch erhöht sich nicht nur die Leistung sondern auch der Umwandlungswirkungsgrad.

Das ISA-Potsdam ist federführend an einem Projekt zur Potentialabschätzung von L-CPV Konzentratorsystemen für Anwendungen in Deutschland mit vergleichsweise hohen jährlichen Diffuslichtanteilen beteiligt. Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass durch geeignete optische Systeme mehr als 47% der jährlichen Einstrahlungsleistung genutzt und der Jahresertrag je nach Konzentration mehr als verdoppelt werden kann.

Bei Fragen oder weiterem Interesse nehmen Sie bitte Kontakt mit Dr. Bernhard Reinhold (Bernhard-Reinhold@isapotsdam) auf.

Elektrochemische Brennstoffsynthese und Energiespeicherung

Ziel des Projektes "Elektrochemische Brennstoffsynthese und Energiespeicherung" ist die Entwicklung einer photoelektrochemisch aktiven Systemeinheit, die Energie in Form von Elektrizität und Wärme gleichermaßen bereitstellen wie auch speichern kann.

Der Anteil einer witterungs- und zeitunabhängigen Versorgung mit Elektrizität und Wärme kann so deutlich erhöht werden und bisherige Nachteile solarenergetischer Anlagen, wie eine geringe Energiedichte, starke Differenzen zwischen Energieangebot und Energienachfrage und wirtschaftliche Verlustrisiken durch netzbedingte Anlagenregulierung, können minimiert bzw. sogar vollständig aufgehoben werden.

Für eine nähere Auskunft nehmen Sie bitte Kontakt mit Dr. Bernhard Reinhold (Bernhard-Reinhold@isapotsdam) auf.

Das erste technisch wirklich leistungsfähige Photovoltaik-Solarmodul wurde 1954 von den im Bell Lab, Pasadena, USA arbeitenden Wissenschaftlern Gerald Pearson, Calvin Fuller und Daryl Chapin vorgestellt. Das aus mehreren Silizium-Solarzellen aufgebaute Modul hatte bei einem Flächenmaß von knapp 0,91 Quadratmeter eine Leistung von 50 Watt, was einem Wirkungsgrad von 6% entsprach.

Aus der bereits viele Jahre zuvor an verschiedenen Materialien festgestellten Änderung der elektrischen Leitfähigkeit nach Bestrahlung mit Licht (Photoleitfähigkeit), wie z.B. die Versuche mit Platin-Elektroden von A.E. Bequerrel im Jahre 1839, dem Halbleiter Selen von W. Smith im Jahre 1877 und mehreren wichtigen Vorexperimenten innerhalb der Bell-Labs in den 1940´er Jahren zu den allgemeinen Eigenschaften von p- und n-Halbleitern in Anwendung als Transistor und Diode, ist eine technische Anwendung geworden, deren Potential auch heute noch bei weitem nicht ausgeschöpft ist.

Seit Ende der 1960´er/Anfang der 1970´er Jahre wurden immer neue Typ- bzw. Materialklassen von photovoltaisch aktiven Solarzellen etabliert und weiterentwickelt. Einen guten Überblick gibt der seit vielen Jahren fortlaufend aktualisierte Rekord-Effizienz-Chart aus dem Nationalen Labor für Erneuerbare Energien (NREL) Colorado in den USA (Abb.01). So zeigen Silizium-Solarzellen heute Rekord-Wirkungsgrade von 25%, wobei auch Solarmodule mit mehr als 20% Wirkungsgrad am Markt verfügbar sind. In Kombination mit konzentrierten Sonnenlicht sind mit Mehrschicht-Stapelsolarzellen (Dreifach- und Vierfach-Zellen) bereits heute Umwandlungseffizienzen von 46% möglich (Abb.01). Dies ist mehr als 21 bzw. 16 Prozentpunkte höher als für Benzin- bzw. Dieselmotoren in einem PkW. Auch im Vergleich zur energetischen Umwandlungseffizienz von Windkraftanlagen erreichen die Konzentrator-Rekordzellen höhere Wirkungsgrade. Thermodynamisch betrachtet sind Wirkungsgrade über 60% möglich und umsetzbar. In einigen Veröffentlichungen werden sogar über 80% proklamiert.

Werden die Marktanteile der letzten Jahre als Richtwert genommen, so sind insbesondere die folgenden PV-Technologien zu nennen:

• Polykristallines Silizium-Solarzellen (poly-Si)
• Einkristallines Silizium-Solarzellen (mono-Si)
• Cadmium-Tellurid-Solarzellen (CdTe)
• Kupfer-Indium-Gallium-Selenid-Solarzellen (CIGSe)
• Amorphes- und Mikrokristalline Siliziumsolarzellen (a-Si, µc-Si, a/µc-Si-Tandem)
• Gallium-Arsenid, Indium-Phosphid und Germanium-Solarzellen (GaAs, InP, Ge)
• Farbstoffsolarzellen (TiO2/Ruthenium-Farbstoff, … )
• Polymer-Solarzellen (MEH-PPV/C60, …)

Neue Technologien, die aktuell zwar intensiv in den Forschungsinstituten und Laboren untersucht, aber selber noch nicht am Markt in signifikanten Anteilen produziert werden, sind u.a.:

• Perovskit-Solarzellen
• Kesterit-Solarzellen
• Quanten-Dot-Solarzellen
• Zink-Sulfid-Solarzellen
• Thermoelektrische Solarzellen
• Plasmonisch gestützte Solarzellen

Eine Übersicht über die derzeit geläufigen Technologien und ihre typischen Leistungsparameter findet sich in Tabelle 1.

Übersicht marktrelevanter Photovoltaik-Technologien mit einer Auswahl an verfügbaren Kenndaten aus unserer  Technologie- und Marktparameter-Datenbank.

info@isapotsdam.de