Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung und Entwicklung von Gläsern und Glasvorformen für Freiformoptiken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schott AG durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Erforschung und Entwicklung der Herstellung von Sekundäroptiken (Freiformoptiken) für konzentrierende Photovoltaiksysteme (concentrated photovolatic - CPV) in Deutschland. Hierzu ist Ziel dieses Teilvorhabens ein solarisationstabiles hochtransparentes (über eine großen Wellenlängenbereich) Glas zu erforschen und zu entwickeln zuzügliche einer entsprechenden Heißformgebung zur Lieferung als entsprechenden Glasvorform. SCHOTT wird ein solarisationstabiles Glas erforschen und entwicklen. Dazu wird zuerst der Solarisationseffekt erforscht, d.h. man hat es mit einer komplexen, spektral- und temperaturabhängigen, zeitlichen und räumlichen Bildung von Defektzentren und den damit einhergehenden Transmissionsänderungen zu tun. Erkentnisse des Solarisationsphänomens fließen in die Glasentwicklung ein, um ein solarisationsstabiles Glas, welches den hohen Strahlungsbelastungen der Sonnenstrahlung widerstehen kann entwickelt. Zudem muss das zu erforschende und entwicklende Glas noch eine über das gesamten Sonnenspektrum (ca. 300nm bis 1900nm) hochtransparent sein. Durch entsprechende Konfektionierung wird das Glas in eine für den nachfolgenden Umformprozess optimierte Glasvorform gebracht und an die Projektpartner übergeben. Der für die Glasvorform notwendige Heißformgebungsprozess wird auch von SCHOTT eim Rahmen dieses Projektes erforscht und entwickelt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Grundlagen für schnelle Heißformgebung und kostengünstige Glasvorformherstellung / Design und Evaluierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens der beiden Fraunhofer-Institute ISE und IWM ist die Erforschung der Grundlagen für das optische Design und für eine wirtschaftliche Herstellung von Optikkomponenten aus Glas mit Freiformflächen für den Einsatz als Sekundäroptiken in der konzentrierenden Photovoltaik (CPV). Die Arbeitsplanungen beinhalten theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Wirkung von verschiedenen Parametern auf die optische Funktion der Komponenten sowie auf Größen, die die Herstellkosten und die Übertragbarkeit auf die Produktion von sehr großen Stückzahlen (größer als 100 Mio p.a.) beeinflussen. Dabei sind die FuE-Arbeiten des ISE fokussiert auf Design, Bauteiltoleranzen und die Entwicklung von optischen Charakterisierungsmethoden. Die Arbeiten des IWM sind fokussiert auf die Erforschung und Darstellung von Prozessschritten zur replizierenden Heißformgebung und für die Glasvorformenherstellung.
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.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeption, Herstellung von Demonstratoren und Charakterisierung von Konzentratormodulen mit zweiter optischer Stufe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Soitec Solar GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Im Gesamtprojekt werden alle Aspekte untersucht die für die Verwendung von Freiformoptiken in der Konzentrierenden Photovoltaik (CPV) von Bedeutung sind. Im Teilprojekt werden das Design und die Qualitätsanforderungen an die Optiken festgelegt. Zur Prüfung der Optiken werden Charakterisierungsmethoden entwickelt. Durch Herstellung und Installation von Modulen mit zweiter optischer Stufe werden Messdaten über einen langen Zeitraum generiert und ausgewertet. Die Langzeithaltbarkeit wird zusätzlich parallel in Klimakammertests überprüft. 2. Arbeitsplanung: Festlegung von Designparametern und Erstellung eines Lastenheftes in Zusammenarbeit mit dem ISE. Entwicklung von Montageverfahren für Module mit zweiter optischer Stufe. Herstellung von insgesamt 3 Generationen von Modulen mit zweiter optischer Stufe. Installation der Module auf einem Nachführsystem in Spanien. Erfassung von Leistungsdaten und meteorologisch relevanter Parameter über einen langen Zeitraum. Auswertung der Daten. Untersuchung der Langzeithaltbarkeit und möglicher Degradationsmechanismen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung des Heißformgebungsverfahrens mit zugehöriger Anlagentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GD OPTICAL COMPETENCE GmbH durchgeführt. Für Konzentratorphotovoltaik und die LED -Beleuchtungstechnik werden in naher Zukunft extrem wirtschaftlich hergestellte optische Freiformflächen-Bauelemente aus Glas zur Sekundär-Konzentration, bzw. Kollimation von Licht in hohen Stückzahlen benötigt . Im Projekt soll ein Heißformgebungsverfahren entwickelt werden, das sich an den übergeordneten Zielen der Konzentratorphotovoltaik und der LED-Beleuchtungstechnik orientiert . Für beide Endanwendungen sind die massenhafte und wirtschaftliche Fertigung solcher Komponenten wesentliche Elemente. Das Teilvorhaben beinhaltet die Entwicklung eines Heißformgebungsverfahrens, den Bau einer Labor-Prototypenanlage mit einer Vor- und Endheizeinrichtung für Rohlinge, eines Formensystems mit Formentemperierung, Werkzeugaufnahmen und Presswerkzeuge. Nach vorliegen eines endgültigen, anhand von konventionell gefertigten Bauelementen auf Verwendbarkeit überprüften Komponentendesigns, werden alle Teilschritte des Fertigungsverfahrens einer kritischen Prüfung unterzogen. Ziel dieser Überprüfung ist das auffinden von Teillösungen in allen Verfahrensschritten die eine schnelle, kostengünstige und energieeffiziente Produktion im automatisierten Dauerbetrieb ermöglicht. Bei dieser kritischen Prüfung identifizierte Verfahrensweisen werden experimentell u. durch Simulation auf ihre techn. u. wirschaftl. Realisierbarkeit geprüft. Die ausgewählten Teilbausteine werden zu einer Prototypenanlage verbunden, die als Grundlage für Fertigungsmaschinen dient.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung und Konzeption der Handlingeinrichtungen/ Prozessautomatisierung für ein schnelles Heißformgebungsverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IPROTec GmbH durchgeführt. Das übergeordnete Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung der Automatisierungstechnik für ein neuartiges Heißformgebungsverfahren für optisches Glas zur äußerst kostengünstigen Massenherstellung von Sekundäroptiken für die Konzentrator-Photovoltaik CPV und von optischen Elemente für Halbleiterlichtquellen (LED's). Globales Arbeitsziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung der Anlagen- und Automatisierungstechnik für das Heißformgebungsverfahren zur Massenfertigung anspruchsvoller nichtabbildender Optiken. Dies beinhaltet folgende technischen Arbeitsziele: o Erforschung und Demonstrator-Bau von Peripherieeinrichtungen zur Handhabung und zum Transport von Vorformlingen und gepressten Freiformoptiken im Größenbereich von 4-40 mm Kantenlänge und einer Glastemperatur bis zu max. 700 C.o Konzeption, Entwicklung und Steuerungsbau für die Pressanlage mit einer Zykluszeit bis min. 15 s einschließlich Visualisierungo Integration der innerhalb dieses und der anderen Teilvorhaben des Verbundprojektes entwickelten Anlagen und Einrichtungen in die Demonstrator-Anlageo Steuerungsoptimierung und Betrieb der Anlage zur Fertigung eines noch zu bestimmenden Demonstrator-Bauteils Grundgedanke hierbei ist die schrittweise Modifikation des für die schnelle Umformung von Präzisionsoptiken in der Entwicklung befindlichen FASTMOLD Prozesses dahingehend, dass die benötigten Spezifikationen der Freiformoptiken bei deutlich kürzeren Prozesszeiten erreicht werden.
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