Das Projekt "ALCHEMI - Kostengünstiges, hoch effizientes optoelektronisches Modul der konzentrierenden Photovoltaik für 1000-Sonnen-Betrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des übergeordneten Gesamtprojektes in SOLAR-ERA.NET ist die Entwicklung eines neuartigen HCPV (High Concentration PhotoVoltaic) Moduls mit 37% Moduleffizienz (bei CSTC - Concentrator Standard Test Conditions) und Betrieb bei 1000facher Konzentration des Sonnenlichts. Das internationale Konsortium besteht aus Partnern aus Großbritannien, Spanien, Zypern, Deutschland. Das nachfolgend beschriebene Vorhaben beschreibt die Arbeiten des Fraunhofer ISE im nationalen deutschen Teilprojekt. Ziel der Arbeiten bei Fraunhofer ISE ist zum einen das optische Design der zweistufigen Optik (SOG (Silicone on Glass)-Fresnellinse und Sekundäroptik aus transparentem Silikon) sowie die Charakterisierung prototypisch gefertigter Muster. Zum anderen unterstützt Fraunhofer ISE die Partner beim Moduldesign durch thermische Simulationen und Außenmessungen zur Validierung des Moduldesigns. Das Gesamtprojekt ist in fünf Arbeitspakete gegliedert: AP1 Projektmanagement und Koordination; AP2 Zellentwicklung; AP3 Optikdesign für 1000X Module; AP4 Moduldesign und Modulherstellung; AP5 Außentests unter Sonneneinstrahlung und Ertragsanalyse.
Die Arbeiten des Fraunhofer ISE sind in den Arbeitspaketen AP3 und AP4 angesiedelt: Task 3.1 Optische Simulationen der Konzentratoroptik einschl. Temperatureffekte der Fresnellinsen-Primäroptik; Task 3.2 Optimierung der Fresnellinsen-Primäroptik und Sekundäroptik; Task 3.3 Anpassungen der Messplätze bei Fraunhofer ISE; Task 3.4 Charakterisierung der optischen Funktion von Primär- und Sekundäroptiken; Task 4.1 Review des Fullsun Gen1 Designs und Erstellung eines neuen Designs einschl. thermischem Management; Task 4.4 Validierung des Moduldesigns in Außentests.