Segmentiertes Photovoltaikmodul zur Erzielung eines höheren Energieertrags und Zuverlässigkeit bei wiederkehrenden Teilverschattungen, Teilvorhaben: Charakterisierung und Zuverlässigkeitsuntersuchungen Segment PV Hauptkomponenten: Solarzelle und Bypassdioden

Description: Die aktuelle Energiepolitik fordert höhere Installationen von PV-Anlagen in Wohn-/Industriegebieten. Aufgrund der Komplexität von Dächern und Gebäudeelementen ist mit einer stärkeren Teilverschattung von PV-Anlagen zu rechnen. Regelmäßige Teilverschattungen führen zu erheblichen Energieverlusten und erhöhter thermischer Belastung, die zu Hotspots und Alterung der Polymere führen kann. Im Rahmen des Segment PV-Projekts wird nach Analyse verschiedener Teilverschattungsszenarien ein modifiziertes und aktualisiertes patentiertes Hot-Spot-freies (HSF) Modul fortentwickelt. Hier wird insbesondere der branchenweiten Revolution bei den Wafergrößen und Teilzellendesigns Rechnung getragen, was eine Aktualisierung des Designs und den Forschungsbedarf für die Komponenten für HSF-Module verlangt. Das HSF-Modul wird für Szenarien entwickelt, bei denen regelmäßig Verschattungen geplant in Kauf genommen werden. Die Teilverschattung wird somit zum Teil des Normalbetriebs. In Umsetzung solcher spezifischer Moduldesigns muss jedoch insbesondere in der Mess- und Prüftechnik als auch der Zuverlässigkeitsbewertung eine Anpassung der Test- und Messregimes erfolgen. Im Teilvorhaben des Fraunhofer CSP befasst sich Segment PV speziell mit neuen Zelltechnologien, -größen, -formaten (Drittel- oder Halbzellen) sowie unterschiedlicher Diodentechnologien (integrierte aktive und passive Bypass-Dioden) und wie diese Komponenten elektrisch zuverlässig und ertragsmaximierend charakterisiert und bewertet werden können. Es werden Mess- und Prüfmethodiken entwickelt, um neue Zell- und Modulkonzepte schnell bewerten und qualifizieren zu können. Mittelfristig wird das Prüfprotokoll standardisiert und in der PV Branche etabliert werden. Durch die Erkenntnisse und das neue Produktkonzept können neue Anwendungslokationen, insbesondere im urbanen Bereich, zu neuen PV integrierten Gebäudelösungen führen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Polymer ? Solarzelle ? Wärmebelastung ? Photovoltaikanlage ? Schattenwurf ? Energieverlust ? Szenario ? Solardach ? Energiepolitik ? Stadt ? Energieertrag ?

Region: Saxony-Anhalt

Bounding boxes: 11.7333° .. 11.7333° x 52° .. 52°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-05-01 - 2025-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Characterization and reliability studies Segment PV Main components: Solar cell and bypass diodes
  Description: Current energy policy calls for higher installations of PV systems in residential/industrial areas. Due to the complexity of roofs and building elements, more partial shading of PV systems can be expected. Regular partial shading results in significant energy loss and increased thermal stress, which can lead to hotspots and aging of polymers. In the segment PV project, a modified and updated patented hot-spot-free (HSF) module will be further developed after analyzing different partial shading scenarios. This specifically addresses the industry-wide revolution in wafer sizes and sub-cell designs, requiring design updates and component research needs for HSF modules. The HSF module is being developed for scenarios where regular shading is a planned consideration. Thus, partial shading becomes part of normal operation. In the implementation of such specific module designs, however, the test and measurement regimes must be adapted, especially in the measurement and test technology as well as in the reliability evaluation. In the Fraunhofer CSP sub-project, Segment PV is specifically concerned with new cell technologies, sizes, formats (third or half cells) as well as different diode technologies (integrated active and passive bypass diodes) and how these components can be characterized and evaluated in an electrically reliable and yield-maximizing manner. Measurement and testing methodologies will be developed to rapidly evaluate and qualify new cell and module concepts. In the medium term, the test protocol will be standardized and established in the PV industry. Through the findings and the new product concept, new application locations, especially in urban areas, can lead to new PV integrated building solutions. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1127868

Status

Aktiv

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