Flexible Solarmodule, rotierende Solarpanel u. a. Photovoltaik
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Solarmodule und Photovoltaikanlagen haben im ersten Quartal lt. statistischem Bundesamt circa 8,8 Mrd. kWh Strom aus Sonnenenergie ins Netz gespeist. Gegenüber 2021 hat sich die Kapazität damit um 34,7 % erhöht. Die Technik wird dabei immer ausgereifter: Rotierende Solarpanel mit langlebigen Antriebsketten optimieren die Ausbeute. Das flexible Solar Modul von der Rolle hat Fraunhofer im Visier und mit biegsamen Photovoltaik Zellen lassen sich die Türme von Windkraftanlagen zusätzlich nutzen.
Inhalt
- Korrosionsbeständige Ketten für großformatige Solarmodule in Spanien
- Flexible Solarmodule für neue Photovoltaik Anwendungen
- Hybride regenerative Energiegewinnung aus Sonne und Wind
Korrosionsbeständige Ketten für großformatige Solarmodule in Spanien
18.08.2022 | Während die rotierenden Solarmodule eines spanischen Herstellers der Sonneneinstrahlung folgen, werden sie von einem Antrieb bewegt. Dieser war bislang mit einer leistungsschwachen Antriebskette ausgestattet. Nach einem Austausch der Standardkette durch eine korrosionsbeständige Kette mit langer Lebensdauer von Tsubaki fiel der häufige Kettentausch weg und die kostspielige Wartung konnte reduziert werden.
Spanien hat sich bei der Entwicklung und beim Einsatz von Photovoltaik Technik als Erneuerbare Energiequelle als führend erwiesen. Als Pionier auf diesem Gebiet verlor das Land aber in den Jahren nach dem Millennium etwas an Dynamik, weil die weltweite Finanzkrise 2008 zu einer hohen Solarsteuer auf bestehende und neue Anlagen geführt hat.
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Danach ist der Beitrag Erneuerbarer Energien zum nationalen Energiemix in Spanien wieder stark gestiegen. Laut der der Internationalen Energieagentur hat das Land mit 38 % im Jahr 2019 und mit 44 % im Jahr 2020 seinen Gesamtbeitrag aus Erneuerbaren Energien gesteigert. Ein Großteil von Spaniens Erneuerbaren Energiemix stammt aus Solarenergie mit Solaranlage und Photovoltaikanlage.
Drehendes Solarmodul sorgt für maximale Ausbeute
Ein führender Solarmodul Hersteller in Spanien produziert großformatige Photovoltaik Module für kommerzielle Solar Parks. Die Die Solar Paneele werden in Reihen auf Feldern und an Hängen installiert, die zu Bebauung oder landwirtschaftlichen Anbau ungeeignet sind. Für die optimale Kapazität der Solar Energieerzeugung ist jedes Solarmodul Panel auf einem Sockel montiert. Die Sockel sind mit einem Antriebssystem ausgestattet, welches sich langsam den ganzen Tag über dreht und so die Photovoltaikanlage direkt in die Sonne richtet.
Der Antriebsmotor arbeitet über einen Kettenmechanismus. Weil die ursprünglich eingesetzte Antriebskette schnell durch Regen, Tau und Luftfeuchtigkeit korrodierte, ergaben sich kostspielige Wartungsarbeiten. Auch die kurze Lebensdauer der Kette führte zum häufigen Tausch.
Die Experten von Tsubaki empfahlen folgende Lösung für dieses Problem. Die Standardketten wurden durch Qualitätsketten aus der „Neptune“ Reihe ersetzt. Diese eignen sich bestens für die raue Umgebung von der Solar Module, verfügen über eine hohe Zugfestigkeit und sind mit einer korrosionsbeständigen Spezialbeschichtung versehen.
Keine Korrosion dank zweistufiger Beschichtung
Eine zweistufige Beschichtung schützt die Grundkette zuverlässig vor korrosiven Umgebungen. Das Außen- oder Deckschichtharz bewahrt die Neptune Kette vor physikalischen Einflüssen. Eine zweite Schicht darunter verhindert ein korrodieren der Kette. Damit jede Komponente vollständig beschichtet ist, werden sie vor der Kettenmontage bei Umgebungstemperatur beschichtet. So wird das Metall nicht durch Hitze beeinflusst. Die Neptune-Ketten sind für den Outdoor Einsatz, feuchte Umgebungen und Washdown Anwendungen konzipiert. Schon bei einem ersten Versuch haben sie viel länger gehalten als die Originalkette. Aufgrund der höheren Festigkeit dehnen sie sich weniger.
Flexible Solarmodule für neue Photovoltaik Anwendungen
02.12.2020 | Flexible Solarmodule von der Rolle haben die Forscher von Fraunhofer EMFT und ISE im Visier. Im gemeinsamen Projekt LEO erarbeiten sie ein neues Herstellungsverfahren für Leiterplatten, mit denen sich biegsame Solarzellen realisieren lassen. Laut Ixchen Elias Ilosvay ist Photovoltaik essitentiell für die Energiewende. "Das Potenzial ist aber längst nicht ausgeschöpft", sagt die Wissenschaftlerin am Fraunhofer Institut für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT.
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Um die Entwicklung von effizienteren Solarmodulen mit neuen Eigenschaften wie mechanischer Flexibilität und optischer Transparenz voranzutreiben, sind neue Herstellungsverfahren gefragt. Einen viel versprechenden Ansatz verfolgen Forschende der Fraunhofer EMFT und des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme ISE im Projekt LEO, welches die Plattform-Technologie zur ressourcenschonenden Fertigung von Leiterbahnen auf großflächigen mit Elektronik bestückten Oberflächen zum Ziel hat.
Gearbeitet wird an einem Verfahren, das eine kosteneffiziente und ressourcenschonende Herstellung von großflächigen Leiterbahnmustern ermöglicht. Solche Leiterbahnmuster werden auch als elektrische Kontakte zur Abführung des Fotostroms an Solarzellen benötigt.
Kosteneffiziente und umweltfreundliche Herstellung
Die Fraunhofer Forschenden nutzen eine dünne laserstrukturierte Aluminiumschicht als Maskierung für die galvanische Abscheidung der elektrischen Leiterbahnen. "Mit unserer Aluminiummaskierung anstelle des üblicherweise verwendeten Fotolacks zur Strukturierung der Leiterbahnen vermeiden wir organisch verunreinigte Abwässer, die nur sehr aufwändig und kostenintensiv aufgereinigt werden können", beschreibt Dr. Markus Glatthaar vom Fraunhofer ISE den Prozess. "Aluminium lässt sich relativ leicht aus dem Abwasser filtern und die geringe Menge, die bei unserem Prozess anfällt, kann man vollständig recyceln".
Solarzellen von der Rolle
Mit der Technologie können biegsame und transparente organische Solarzellen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren hergestellt werden. Diese biegsamen Solarmodule lassen sich dann in unterschiedlichsten Anwendungen integrieren. Mit der neu entwickelten Prozessfolge konnte das Forscherteam bereits 20 µm breite, galvanisch verstärkte Leiterbahnen auf Foliensubstraten für organische flexible Solarzellen herstellen.
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Eine zweite Anwendung ist die Fertigung einer neuartigen, hocheffizienten Hetero-Junction Solarzelle. Die im LEO Verfahren entwickelte kalte Metallisierung könnte die Herstellung der Solarzelle künftig deutlich kostengünstiger machen. "Die Metallisierung war bislang ein Knackpunkt, da die Hetero-Junction Module den Hochtemperaturprozess, der heute für Standard Solarzellen verwendet wird, nicht vertragen.", erläutert Herr Glatthaar. Der Wissenschaftler hofft, dass sich diese Hochleistungs Solarmodule mit dem neuen Herstellungsverfahren schneller am Markt etablieren können.
Forschung im Zeichen der Nachhaltigkeit
Die beiden Forschenden sind persönlich stark motiviert und möchten mit ihrer Arbeit zu mehr Nachhaltigkeit beitragen. "Ich bin in einem tropischen Entwicklungsland aufgewachsen. Es hat mich geprägt, Dinge wie die Abholzung der Regenwälder, Brände, das Artensterben, Ausbrüche neuer Krankheiten, Hurrikans und Überschwemmungen, aber auch Dürrephasen hautnah miterlebt zu haben", erzählt Ixchen Ilosvay.
Markus Glatthaar weiß aus der Vergangenheit, wie Forschung zur Lösung drängender Umweltprobleme beitragen kann: "Durch die konsequente Einführung entsprechender Technologien konnten das Waldsterben und das Verschwinden der Ozonschicht damals aufgehalten werden. Mit meiner Arbeit an flexiblen Solarmodulen und umweltschonenden Fertigungsprozessen möchte ich meinen Beitrag zum Schutz unserer Umwelt leisten."
Biegsame Photovoltaik Zellen an der Windkraftanlage
20.10.2020 | Den Strom der Zukunft können schon viele erzeugen. DAS Energy hat allerdings eine weltweit einzigartige Lösung entwickelt. Ein mit biegsamen Photovoltaikzellen beklebter Turm einer Windkraftanlage ermöglicht die hybride Energiegewinnung. Er bringt die Energiequellen Sonne und Wind zusammen. In Zusammenarbeit mit dem Energieträger Energie Burgenland wurde Anfang Juni erstmals ein solches Windrad in Betrieb genommen.
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