Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von PV-Modulen mit 40 Jahren Lebensdauer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Meyer Burger (Germany) GmbH durchgeführt. Auf dem Weg zur energetischen Unabhängigkeit mittels erneuerbarer Energiequellen sollen bestehende Kapazitäten in Deutschland mit der Photovoltaik(PV)-Branche im Mittelpunkt drastisch ausgebaut werden. Dafür wird eine Vierfachung des jährlichen PV-Kapazitätenzubaus mit ca. 40 Mio. neuen PV-Modulen pro Jahr benötigt. Die angestrebte energetische Unabhängigkeit kollidiert mit der Ressourcenknappheit und diktiert eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung sowie eine verbesserte Modulqualität mit hoher Lebensdauer, was anhand modulschützenden, modernen Polymerfolien erreicht werden kann. Für die Verbesserung der Nachhaltigkeit und Qualitäten der Module müssen zwingend nationale Wertschöpfungsketten von Folien- und Modulherstellern, begleitet von der Expertise der Forschungseinrichtungen, aufgebaut werden. Meyer Burger (Industries) GmbH (MBI) strebt an, die Lebensdauer ihrer Module anhand der Verwendung zuverlässiger Folien zu erhöhen. Dabei stehen die folgenden Ziele im Fokus: 1. Entwicklung schnellerer Alterungsprüfungen für 40 Jahre Garantieversprechen 2. Entwicklung einer neuen langzeitstabilen Modul-BOM aus Materialien lokaler Lieferanten (Projektpartner): Verbesserung der UV-Stabilität und Erhöhung des Modulwirkungsgrades (Downshifting), Untersuchung der Wechselwirkung zwischen verschiedenen BOM-Materialien, Fokus auf POE 3. Entwicklung eines Mini-Modul-Referenzprozess für höhere Testkapazitäten in den Klimakammern 4. Vereinfachung der Fertigungsprozesse (Einsatz von Backsheets ohne Aluminium-Lage) 5. Erhöhung der Modulnachhaltigkeit: Einsatz von bleifreien Technologien, Verwendung kürzerer Energierücklaufzeiten MBI wird neue Module mit im Projekt entwickelten Folien fertigen, bewittern und testen. Die damit verbundenen notwendigen Optimierungen der Produktionsprozesse werden ausgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzept, Design, Aufbau und Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Mit der konzentrierenden Photovoltaik (CPV) werden die höchsten Wirkungsgrade und niedrigsten Energierücklaufzeiten aller PV Technologien erreicht. Die industrielle Umsetzung der CPV Technologie wurde in zahlreichen Multi-MW Kraftwerken nachgewiesen. Allerdings müssen die Modulkosten weiter gesenkt werden. Hier setzt das Verbundprojekt micro-CPV an, in welchem Synergien zu Produkten aus der Mikro-, Optoelektronik und Display-Fertigung für eine Kostensenkung von CPV Modulen evaluiert werden. Zielkosten von 90 Euro /m2 bzw. 0.25 Euro /Wp scheinen realisierbar. Im Projekt wird ein mikro -CPV Modul mit einem kostengünstigen Vollglas-Linsenarray entwickelt, welches das Licht auf eine Kugellinse und dann auf die III-V Konzentratorsolarzelle bündelt. Das Fraunhofer ISE ist der Projektkoordinator dieses Verbundvorhabens und ist zudem verantwortlich für die Konzeption, das Design, den Aufbau und die Charakterisierung des mikro -CPV Moduls. Zudem werden hocheffiziente Konzentratorsolarzellen entwickelt und hergestellt, sowie Optiken entwickelt und charakterisiert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Drucktechnologie für Papier-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Print- und Medientechnik durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel des Projektes ist die Erforschung und Realisierung einer preiswerten Solarzelle mit kurzer Energierücklaufzeit. Dies soll mit hochproduktiven Massendruckverfahren und Papier als Substrat erreicht werden. Daher ist es jedoch notwendig spezielle Druckmaterialien bzw. -formulierungen zu untersuchen bzw. zu optimieren und den Druckprozess den Formulierungen anzupassen 2. Arbeitsplanung Im Rahmen des Projektes ist das pmTUC hauptsächlich für die Durchführung der Druckversuche verantwortlich. Dies beinhaltet die Untersuchung der Be- und Verdruckbarkeit der Eigenen bzw. der von den Projektpartnern (PTS - Papiersubstrat, U Wuppertal - Halbleiter) gelieferten Materialien. Diese werden zuerst als Einzelschicht, danach als Schichtstapel und zum Schluß als komplette Solarzelle gedruckt und charakterisiert. Die Charakterisierung erfolgt dabei hinsichtlich morphologischer als auch elektrischer Parameter. 3. Ergebnisverwertung Im Anschluss an das Vorhaben werden die Ergebnisse den Partner des Industriebeirates zur Verfügung gestellt. Diese stellen die Verbindung dieses grundlagenorientierten Projektes zur Praxis hin dar. Zudem fließen die Ergebnisse in die Lehre am Institut ein.
Das Projekt "Massen- und Energiebilanzen fuer die Herstellung von CiS-Duennschichtzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für praktische Energiekunde, Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. durchgeführt. Energieversorgungsanlagen auf der Basis regenerativer Energiequellen werden in der oeffentlichen Diskussion die Eigenschaften zugeschrieben, eine besonders umweltfreundliche und unerschoepfliche Energietechnologie zu sein. Allerdings wird dabei haeufig vernachlaessigt, dass die Herstellung der Anlagen, aufgrund der im allgemeinen geringen Leistungsdichte der Energiequellen, mit einem vergleichsweise hohen Material- und Energieaufwand verbunden ist. Ziel dieser Arbeit ist es, basierend auf einer detaillierten Prozesskettenanalyse und Verfahrensbeschreibung, Massenbilanzen fuer Chalkopyrit-Solarzellen zu erstellen, die es ermoeglichen die in einen Prozessschritt eintretenden Stoffe ueber moegliche Umwandlungsreaktionen bis hin zur 'Abgabe an die Umwelt' zu verfolgen. Neben der Belastung der Umwelt mit Rest- und Abfallstoffen aus der Fertigung ist fuer die Bewertung einer energietechnischen Zukunftsoption vor allem der Kumulierte Energieaufwand von Bedeutung. Der primaerenergetisch bewertete Energieaufwand bildet die Basis fuer die Berechnung der energetischen Amortisationsdauer. Anhand der energetischen Amortisationsdauer lassen sich Aussagen darueber treffen, wie effizient eine Energietechnologie ist, d.h. in welchem Zeitraum sich die zur Herstellung aufgewendete Energie durch die Energieerzeugung der Anlage amortisiert hat.
Das Projekt "KMU-innovativ - Verfahren zur Rückgewinnung von Reinstsilizium aus dem Schlamm des Sägeprozesses bei der Waferherstellung zur Kosteneinsparung und Verbesserung der energetischen Amortisation der Solarzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Geltz Umwelt-Technologie GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Wiederverwertung von Siliziumabfällen aus der Produktion der Siliziumwafer. Die ursprüngliche hohe Reinheit von 6N (1 Fremdmetallatom auf 106 Siliziumatome) des Siliziums soll nach Durchlaufen der Verfahrensschritte wieder gegeben sein, um ein direktes Einschmelzen des gewonnenen Siliziumstaubs wieder zu ermöglichen. Das Projekt ist in 9 Teilschritte gesplittet, die über eine Laufzeit von insgesamt 2 Jahren den Einsatz von 3 bis maximal 5 Mitarbeitern erfordern. Jeder dieser Teilschritte stellt einen Meilenstein in der Arbeitsablaufplanung dar. Parallel wird über die gesamte Projektlaufzeit der Markt von einem Insider beobachtet und analysiert, um rasch auf eventuelle Änderungen der Marktanforderungen reagieren zu können. Alle Positionen im Betrieb sind - zum Teil mehrfach - redundant besetzt, so dass keine wesentlichen Störungen des üblichen Betriebsablaufs zu besorgen sind. Das Unternehmen zeichnet sich als KMU durch eine hohe Flexibilität aus und verwirklicht regelmäßig komplexe Aufgabenstellungen.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Leitvorhaben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation durchgeführt. Die Ziele des Vorhabens gliedern sich wie folgt: 1. Weiterentwicklung der Farbstoffsolarzellentechnologie zur Erreichung einer verbesserten energetischen Amortisationszeit, zur Verbreitung bestehender und zur Erschließung neuer Anwendungsfelder. Damit sollen deutliche Umweltentlastungen erzielt, neue Märkte und Arbeitsplätze geschaffen und mit Blick auf Anwendungen in Entwicklungsländern entwicklungspolitische Ziele einer nachhaltigen Entwicklung erreicht werden, 2. Entwicklung eines ressourceneffizienten Produktionsverfahrens unter Verwendung umwelt-freundlicher Chemikalien basierend auf der Siebdrucktechnik, 3. Entwicklung von Anwendungsszenarien für die Anwendung von Farbstoffsolarzellen auf Fassaden, für netzunabhängige Anwendungen und für mobile Sensoren für die Umwelttechnik, 4. Erhöhung der Richtungssicherheit der Entwicklungen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung durch Umweltwirkungsabschätzungen sowie die Ermittlung wirtschaftlicher und entwicklungspolitischer Potenziale; 5. Entwicklung von Gestaltungskonzepten für eine umweltgerechte Produktentwicklung (z. B. recyclinggerechte Konstruktion und Herstellung). Geplante Forschungsarbeiten und Arbeitsprogramm: Das Vorhaben umfasst drei Hauptteile: Im Mittelpunkt steht die kooperative Technologieentwicklung von Farbstoffsolarzellen in der Zusammenarbeit maßgeblicher Unternehmen der zukünftigen Wertschöpfungskette, wissenschaftlicher Einrichtungen und relevanter Verbände und Transferpartner. Die konkrete Technologie- und Marktentwicklung wird durch eine Innovations- und Technikanalyse unterstützt, in der Technologie- und Produkt-Roadmaps erarbeitet, Lebenszyklusanalysen durchgeführt und die Erfolgsfaktoren der Produktinnovation in der Solarwirtschaft herausgearbeitet werden. Der dritte Teil schließlich umfasst Maßnahmen zum Ergebnistransfer. Die Ergebnisse dieser drei Blöcke sind eng verzahnt und werden wechselseitig genutzt, so dass hohe Synergieeffekte erzielt werden können.
Das Projekt "Machbarkeitsstudien fuer neue Umweltzeichen nach ISO 14024 zu ausgewaehlten Produktgruppen - Hier: Thermische Solaranlagen - Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IZT - Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung gemeinnütziger GmbH durchgeführt. Im Zuge der zunehmenden weltweiten Bedeutung von Umweltzeichen als oekologischer Produktstandard und Wettbewerbsanreiz ist ISO 14024 'Umweltzeichen Typ 1 - Grundsaetze und Verfahrensweisen' entwickelt worden. Hiernach wird fuer neue Umweltzeichen die Erstellung von Machbarkeitsstudien vorgeschrieben. Im Sinne einer hohen Qualitaet der erarbeiteten Vergabegrundlagen sind Entwicklungen zu beruecksichtigen, die hohes Niveau des Umweltschutzes bei der Nutzung von Produkten, welche das Umweltzeichen tragen, sichern. Das trifft ganz besonders auf die Produktgruppe der Sonnenkollektoren zu. Entsprechend den hier festgelegten Vorgaben soll fuer das bestehende Umweltzeichen fuer Sonnenkollektoren im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie die Anforderungen dieses Umweltzeichen ueberarbeitet und aktualisiert werden. Zudem soll geprueft werden, inwieweit das Umweltzeichen fuer Sonnenkollektoren auf die uebergeordnete Produktgruppe der thermischen Solaranlagen erweitert bzw. durch ein neues Umweltzeichen ersetzt werden kann. Ergebnisse dieser Studie sind z.B. die Aufnahme des Standes der Technik, eine Lebensweganalyse, Ermittlung der energetischen Amortisationszeit, Qualitaetskriterien, Markterhebungen, zu beachtende Normen, Interessensondierungen fuer ein Umweltzeichen fuer thermische Solaranlagen und schliesslich konkrete mit der Branche diskutierte Vorschlaege zur Gestaltung moeglicher Kriterien.
Das Projekt "Teilvorhaben: Umsetzung der Papieroberfläche für massengedruckte Papier-Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Die intensivere Nutzung von Sonnenenergie stellt einen erfolgversprechenden Ansatz dar, den Bedarf an fossilen Brennstoffen zu senken. Allerdings ist bei heutigen Solarzellen die Herstellung noch sehr energie- und kostenaufwändig. Ziel des Vorhabens ist daher die Erforschung und Realisierung einer einfachen Solarzelle mit sehr kurzer Energierücklaufzeit. Ökologische und ökonomische Gründe sprechen dafür, hierzu leitfähige und halbleitende organische Schichten auf dafür optimierte Papiere zu drucken. Die PTS wird an der Bereitstellung des Substrats für die gedruckten Solarzellen, der Kathode und der Verkapselungsschichten arbeiten. Aus recherchierten Rohstoffen werden Streichfarben für das gewählte Rohpapier erarbeitet. Auf Basis der gemessenen Papiereigenschaften, der Barriereeigenschaften der Verkapselungsschichten und der Funktionalität der gedruckten Solarzellen werden die Farben optimiert. Im Anschluss an das Vorhaben sollen die erreichten Ergebnisse möglichst zügig in ein marktfähiges Produkt im Segment 'medium costs - medium performance' umgesetzt werden. Dazu müssen z. B. die Reproduzierbarkeit und die Effizienz der Solarzellen bei höheren Produktionsgeschwindigkeiten weiter verbessert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Synthese von funktionalen Halbleiterpolymeren für massengedruckte organische Papiersolarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Makromolekulare Chemie durchgeführt. Das Ziel dieses Gesamtprojektes ist die Erforschung und Realisierung einer auf Papier gedruckten Solarzelle mit sehr kurzen Energierücklaufzeiten. Aufgrund der zu erwartenden niedrigen Herstellungskosten können so zukünftige, neue Anwendungsgebiete erschlossen werden, die heutzutage von konventionellen Solarzellen nicht erreicht werden können (z.B. Werbedisplays, Solarsegel). Ziel des Teilvorhabens an der Bergischen Universität ist die Untersuchung und Bereitstellung geeigneter Funktionspolymere und deren Überführung in druckfähige Formulierungen. Das an der Bergischen Universität Wuppertal durchzuführende Teilprojekt ist auf die Halbleitersynthese fokussiert, im ersten Arbeitspaket auf die Optimierung des Lösungsverhaltens bekannter Donor-Polymerklassen für bulk-heterojunction (BHJ)-Systeme durch geeignete Substitutenwahl, im zweiten Teil auf die Synthese neuartiger organischer Copolymere vom Donor/Akzeptor-Typ mit elektronenreichen CPDT- und elektronenarmen Benzothiadiazol- oder Chinoxalin-Bausteinen. Im Fokus der Arbeiten an der Bergischen Universität wird die Erforschung und Optimierung von verdruckbaren Photovoltaikmaterialien stehen. Ein erfolgreicher Abschluss der geplanten Arbeiten wird ideale Voraussetzungen für die Positionierung der flexiblen Solarzellen am Markt schaffen. Die Verfügbarkeit optimierter Materialien kann schnell zu Patenten führen, die die BUW durch ihre aktive Patent- und Lizensierungspolitik verwertet. Mittelfristig soll über ein up-scaling bei der Materialherstellung nachgedacht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Vollglas-Linsenplatte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fuchs Design GmbH durchgeführt. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die hocheffiziente Nutzung von III-V Mehrfachsolarzellen auf kleinstmöglicher Fläche. Mit dieser hochkonzentrierten Photovoltaik sollen die höchsten Wirkungsgrade und niedrigsten Energierücklaufzeiten aller Photovoltaik-Technologien erreicht werden. Das Verbundprojekt Micro-CPV dient der Kostensenkung, sowie der maximalen Wirtschaftlichkeit. Fuchs Design entwickelt eine kostengünstige Prägetechnik zur Herstellung von Vollglas-Linsenarrays in ausreichend hoher optischer Güte.
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