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Projektdaten

Projektbezeichnung:Forschergruppe Bifacial – Monofacial: Steigerung der Energieausbeute von Silizium-PV-Modulen
Projektnummer:
Förderkennzeichen:
Projektleitung:
Mitarbeitende*r:

Bearbeitung:

Sven Münter, Christoph Schmidt, Lukas Gerstenberg, Sebastian Voswinckel, Viktor Wesselak

Laufzeit:
Projektpartner*innen:
Fördersumme:
Drittmittelgeber*innen:

Dieses Projekt wurde von der Europäischen Union (ESF) und dem Freistaat Thüringen (Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitale Gesellschaft) kofinanziert.

Kurzfassung des Vorhabens

Im Gegensatz zu monofacialen Standardsolarzellen können bifaciale Solarzellen Licht sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite absorbieren und zur Ladungsträgergeneration nutzen. Dadurch soll der Energieertrag zwischen 30 und 50 Prozent gesteigert werden. Die Steigerung des Energieertrags ist dabei maßgeblich von der Ausrichtung der Module sowie den reflexiven Eigenschaften des Untergrundes abhängig. Entsprechende Produkte stehen kurz vor der Markteinführung.

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Die Leistung von Photovoltaikmodulen wird gem. DIN EN 61215 bei Standardtestbedingungen (1000 W/m², 25 °C, AM1,5) angegeben. Dabei wird lediglich die Strahlungsintensität auf die Modulvorderseite definiert. Die Bestimmung der Modulleistung durch die Summe aus den Einzelleistungen von Modulvorder- und Modulrückseite ist nicht geeignet, da auf die Modulrückseite i.d.R. eine deutlich geringere Einstrahlung wirkt. Standards für die Bewertung von bifacialen Solarmodulen mit transparenter Rückseite existieren nicht.

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Weiter offene Punkte, die für die Industrie von Interesse sind, betreffen das Alterungs- und Degradationsverhalten. Aufgrund des veränderten Modulaufbaus (keine vollflächige Kontaktierung der Solarzellenrückseite, transparente Rückseitenverkapselung) existieren noch keine verlässlichen Daten zum Alterungsverhalten. Auch Degradationserscheinungen wie spannungsinduzierte Degradation (PID) stellen diese Modultechnologie vor Herausforderungen. Wirkt der PID-Effekt bei Standardsolarzellen lediglich auf Solarzellenvorderseite, tritt bei bifacialen Solarzellen dieser Effekt zusätzlich auf der Solarzellenrückseite in Erscheinung.

Ziel dieser Forschergruppe ist es theoretische Modelle für die Bewertung und Standards für die Charakterisierung von bifacialen Photovoltaikzellen und -modulen zu entwickeln. Bifaciale Solarmodule nutzen sowohl das auf die Modulvorderseite als auch das auf die Modulrückseite einfallende Licht. Da Vorder- und Rückseite unterschiedlich bestrahlt werden und sich die betrachtete Fläche verdoppelt treten hier zwangsläufig Fragestellungen hinsichtlich des Hot-Spot-Verhaltens bei inhomogener Bestrahlung auf. Hinsichtlich der Stabilität der Module müssen Alterungsaspekte ebenfalls für die Modulrückseite in Betracht gezogen werden. Die Erarbeitung von Methoden für ein realitätsnahes Energierating mit Bezug auf die Modullebensdauer ermöglicht es zum einen Optimierungspotenzial in die Entwicklung, das Design und den Herstellungsprozess von bifacialen Solarmodulen einfließen zu lassen. Zum anderen ermöglichen die entwickelten Verfahren eine optimierte Anlagenauslegung und einen effizienten Betrieb von PV-Anlagen.

Kontakt

Institut:

Weg zum in.RET-Gebäude, links und rechts sind verschiedene Pflanzen, weiter hinten stehen Bäume

in.RET – Institut für Regenerative Energietechnik