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Forschung/Entwicklung

Stuttgart, 02. Mai 2012, Mit einer Batterie können Hausbesitzer den lukrativen Eigenverbrauch von Solarstrom deutlich steigern. Doch gibt es bislang kaum Speichergeräte auf dem Markt. Batteriesysteme für den Endverbraucher alltagstauglich zu machen, das ist das Ziel des deutsch-französischen Forschungsprojekts „Sol-Ion“. Erfahrungen aus 6 Monaten Dauerbetrieb im Feldtest am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) liegen jetzt vor: Ein im Rahmen des Forschungsprojekts entwickeltes Speichersystem konnte den Eigenverbrauchsanteil in einem Testgebäude im Frühling um 26 Prozentpunkte erhöhen. Die gespeicherte Energiemenge deckt den durchschnittlichen Strombedarf eines Einfamilienhaushaltes in den Abendstunden ab. Mit der Speicherung wird aus fluktuierendem, erzeugungsabhängigem Solarstrom eine abrufbare nachfrageorientierte Energiequelle.

Besitzer von neuen Photovoltaikanlagen auf dem Hausdach sparen künftig einige Cent pro Kilowattstunde, wenn sie ihren Solarstrom selbst verbrauchen und nicht in das Netz einspeisen. Der Eigenverbrauch wird seit Kurzem auch gesetzlich gefordert. Die EEG-Novelle von April 2012 sieht 20 Prozent vor. Mehr zu verbrauchen kann jedoch schwierig werden. „Die mangelnde Gleichzeitigkeit zwischen Erzeugung und Verbrauch beschränken den Eigenverbrauch ohne Batterie auf rund 30 Prozent“, erklärt Professor Michael Powalla, Mitglied des ZSW-Vorstands und Leiter des Geschäftsbereichs Photovoltaik. Das gilt jedenfalls dann, wenn die Jahresproduktion so groß wie der Strombedarf im Haus ist und man keine Last steuernden Maßnahmen wie Wäschewaschen bei Sonnenschein vornimmt. Mit Batteriespeichersystemen dagegen ist ein deutlich größerer Eigenverbrauch möglich. Teile des am Mittag anfallenden Ökostroms werden dann für Verbrauchszwecke am Abend und in der Nacht gespeichert.

Die für das Projekt entwickelte Sol-Ion-Speicheranlage ist so groß wie eine Haushaltskühltruhe und enthält den üblichen Wechselrichter für die Solaranlage, Batterien und Steuerungselektronik. Die ersten Exemplare wurden 2011 auf dem ZSW-Solartestfeld Widderstall auf der Schwäbischen Alb und bei Privatverbrauchern installiert. Die Forscher in Widderstall optimierten zusammen mit der Herstellerfirma voltwerk electronics GmbH die Gerätesteuerung und nahmen eine automatisierte Datenerfassung vor. Eine Erweiterung auf 20 Privathaushalte und weitere Forschungsinstitute findet derzeit statt. Die verwendete Lithium-Ionen-Batterie verfügt über eine genutzte Speicherkapazität von 6 Kilowattstunden. Hinzu kommen ein 5 kW Wechselrichter und ein Batterieladegleichrichter mit derselben Nennleistung.

Die Tests auf dem ZSW-Testgelände Widderstall auf der Schwäbischen Alb haben eine hohe Auslastung der Batterie nachgewiesen. Eine Anlage mit 5,1 kWp Leistung auf einem Carport liefert den Strom, Verbraucher ist ein Testfeldgebäude. „Selbst in den Monaten Februar bis Mitte April 2012 konnte der Speicher im Schnitt täglich mit 4 kWh Sonnenenergie beladen werden, oft war er auch voll“, sagt Michael Powalla. Damit deckt die gespeicherte Energiemenge schon im Frühjahr häufig den Strombedarf eines 4-Personenhaushalts in den Abendstunden ab. Im konkret gemessenen Fall hat dies eine Eigenverbrauchserhöhung um 26 Prozent bewirkt. „Wir sind gespannt auf die Ergebnisse im Sommer. Bei langer Sonnenscheindauer kann die gespeicherte Energie vom späten Abend bis zum erneuten Sonnenaufgang reichen“, schätzt der Forscher.

Durch die Absenkung der Einspeisevergütung zum 1. April auf 19,5 Cent ist der Eigenverbrauch profitabler als die Förderung. Jede Kilowattstunde, die vom Energieversorger bezogen wird, kostet zur Zeit 23 bis 25 Cent. Wer Solarstrom selbst verbraucht, statt ihn für 19,5 Cent einzuspeisen, macht also einen kleinen Gewinn. Für Neuanlagen wird die Differenz zunehmen, da die EEG-Vergütung monatlich weiter absinken wird. Derzeit werden die Zusatzkosten für das Batteriespeichersystem mit dieser Differenz noch nicht finanziert. Das wird sich aber ändern. In den nächsten Jahren wird es aufgrund fallender Preise für Batteriespeicher günstiger sein, den eigenen Strom selbst zu nutzen, als den stetig teurer werdenden Strom vom Energieversorger zu beziehen. Einen Beitrag dazu will Sol-Ion liefern.

Das Sol-Ion-Projekt wird vom BMU mit 4,3 Millionen Euro gefördert. Auf deutscher Seite sind neben dem Forschungsinstitut ZSW der Wechselrichterhersteller Voltwerk, der Stromversorger e-on, die RWTH Aachen und das Fraunhofer IWES beteiligt. Aus Frankreich sind der Batteriehersteller Saft, das Institut INES und der Energieversorger Tenesol dabei. Die in Frankreich installierten Testgeräte werden mit dem Ziel optimiert, bei Netzausfall den Betrieb zu gewährleisten. In Deutschland ist das Ziel, den Eigenverbrauch bei Netzanschluss zu erhöhen.

Quelle: ZSW

Berlin/Köln, 02. Mai 2012, Erstmals erscheint das Photovoltaikmodul eines chinesischen Solarherstellers in der Bestenliste des PV+Test: Das Modul JT235PCe von Jetion Solar hat das umfassende Prüfprogramm mit der Note gut (+) bestanden. PV+Test gibt Antwort auf die Frage nach dem „guten“ Solarmodul, das die Leistung bringt, die in der Renditerechnung veranschlagt ist. Aktuell sind verschiedene Hersteller mit neun Modulen in dem Vergleichstest vertreten. Mehrere weitere Module sind derzeit im Test. Drei Solarmodule der Hersteller Solon, Schott Solar und Sharp erreichten bislang die Note Sehr gut, alle weiteren ein Gut.

TÜV Rheinland: Solarlabor in Köln - Bestückung der Klimakammer

Bild: Solarlabor beim TÜV Rheinland in Köln - Bestückung der Klimakammer

Wilhelm Vaaßen, Geschäftsfeldleiter Solare Energien bei TÜV Rheinland: „Mit PV+Test entsteht eine genau vergleichbare Übersicht der Solarmodule am Markt, die gute Qualität liefern.“ Dies sei gerade in der momentanen Situation mit einer Vielzahl auch sehr billiger Module im Markt wichtig für Verbraucher und Investoren. Gekauft werden die Module für den Test von TÜV Rheinland und Solarpraxis verdeckt im normalen Handel, anschließend folgt eine mehrmonatige Prüfung im Testlabor von TÜV Rheinland in Köln. Besonders wichtig sind dabei die ständigen Leistungsmessungen, die vor den Prüfungen sowie nach den jeweiligen Testphasen durchgeführt werden. Denn die erbrachte Leistung – eben auch nach besonderen Belastungen – ist entscheidend für die Rendite.

Wesentliche Aspekte im Test sind zudem die Alterungsbeständigkeit, elektrische Sicherheit, Verarbeitung, Dokumentation und Installationsanleitung sowie Montagefreundlichkeit und Gewährleistung. Die Alterungsbeständigkeit der Module wird beispielsweise in Klimakammern mit 85 Prozent Luftfeuchtigkeit bei 85 Grad Celsius geprüft: 1.500 Stunden werden die Module unter diesen Bedingungen getestet – internationale Normen schreiben lediglich 1.000 Stunden vor. Auch ein Temperaturwechseltest über knapp 40 Tage ist Pflicht: Dabei wird die Temperatur in 200 Zyklen zwischen 85 Grad Celsius und -40 Grad Celsius variiert, eine extreme Anforderung an Qualität und Verarbeitung der Module. Hinzu kommen unter anderem ein mechanischer Belastungstest (bis maximal 540 Kilogramm pro Quadratmeter), der beispielsweise extreme Schneelasten simuliert, sowie Prüfungen zur elektrischen Sicherheit. Schäden an den Modulen werden unter anderem dank verschiedener Isolationstests auch unter Benässung sowie durch Einsatz der Elektrolumineszenz aufgedeckt – einer Methode, die im Ergebnis vergleichbar mit Röntgenbildern genau zeigt, wo kleinste Schäden in den Solarzellen aufgetreten sind oder einzelne Zellen nicht mehr die Leistung bringen, die sie sollten.

Das Modul von Jetion Solar erreichte die volle Punktzahl unter anderem bei der elektrischen Sicherheit, im mechanischen Belastungstest, im Feucht-Wärme-Test sowie bei der Dokumentation. Besonders gut schnitt das Modul auch beim so genannten Temperaturkoeffizienten ab. Dieser Wert zeigt auf, welche Einbußen in der Leistung ein Modul bei steigender Temperatur der Umgebung aufweist. Die relative Leistungsdegradation war bei dem Modul von Jetion sehr niedrig (0,416 Prozent pro Grad K). Weniger gut verhielt sich das Modul bei den Tests mit schwacher Lichteinstrahlung.

Das Prüfsystem PV+Test wurde von Solarpraxis und TÜV Rheinland entwickelt. Die Bewertung folgt dem deutschen Schulnotensystem: Vergeben werden maximal 100 Punkte. Für die Note „sehr gut“ sind mindestens 90 Punkte erforderlich, für ein „ausreichend“ über 50 Punkte. Jetion Solar erreicht mit dem JT235PCe insgesamt 88,5 Punkte.

Quelle: TÜV Rheinland

 

Essen/Arnheim, 29. April 2012, Der US-Konzern GE (Generel Electric) beauftragte den TÜV NORD mit der Überprüfung eines Photovoltaik-Wechselrichters, der für den deutschen Solarmarkt entwickelt wurde. Bei dem Wechselrichter handelt es sich um eines der größten Geräte, die derzeit speziell für Großkraftwerke gebaut werden. Die Prüfung von TÜV NORD erfolgte nach den deutschen Netzanschlussrichtlinien. GE wollte mit dieser Überprüfung das von deutschen Netzbetreibern geforderte Einheitenzertifikat erhalten, um Solarstrom aus Wechselrichtern in das Mittelspannungsnetz einspeisen zu dürfen.

„General Electric hat mit dem regelbaren Ein-Megawatt-Wechselrichter eines der größten Geräte entwickelt, die derzeit gebaut werden. Wir begleiten das Projekt mit unserem Know-how und haben zunächst einige grundlegende Voraussetzungen wie die maximale Leistung und das Verhalten des Photovoltaik-Wechselrichters bei Störungen im Netz überprüft“, erklärt Ulrich Adolph, verantwortlich für den Fachbereich Technologie bei TÜV NORD CERT.

Gemeinsam mit dem Partnerunternehmen DNV KEMA Energy & Sustainability fand die Prüfung durch TÜV NORD im niederländischen Arnheim statt. Eine Zertifizierung der Erzeugungseinheit gemäß deutscher Mittelspannungsrichtlinie wird im weiteren Verlauf des Projekts erfolgen.

Quelle: TÜV NORD Gruppe

 

Berlin, 27. April 2012, Irgendwie müssen sich ja die 150 Mio. australische Dollar auszahlen, die durch die australische Regierung für das Australian Solar Institute zur Verfügung gestellt wurden. Das Institut wurde mit dem Ziel gegründet, die Entwicklung von Photovoltaik und Solarenergietechnologien in Australien voranzutreiben.

Über 40 Prozent Wirkungsgrad sollen Solarzellen bald erreichen. Das wäre enorm! Ein Wissenschaftler der University of Sydney hat mit seinem Kollegen aus Deutschland einen Forschungsdurchbruch erlangt. Mithilfe des Australian Solar Institute hat der Wissenschaftler gemeinsam mit dem mit dem Hemholtz-Zentrum eine photochemische Hochkonversion entwickelt.

Diese photochemische Hochkonversion sorgt für den Turbo in den Solarzellen. Die Technik soll die Umwandlung von der Energie ermöglichen, die normalerweise in den Solarzellen verloren geht. Die Ergebnisse der Forschung wurden bereits in der Energy & Environmental Science veröffentlicht.

Photovoltaik-Technik macht Neuentwicklung von Solarzellen überflüssig

Laut des Wissenschaftlers muss das Rad also nicht neu erfunden werden. Die Technik der Hochkonversion macht die kostenintensive Neuentwicklung von Solarzellen überflüssig. Bei der Technik der Hochkonversion wird der Teil des Solarspektrums gebündelt, der von den Solarzellen bislang nicht genutzt wurde.

Der Wirkungsgrad wird dadurch gesteigert, indem zwei energiearme rote Photonen in einer Solarzelle zu einem energiereichen gelben Photon verschmelzen. Die gelben Photonen fangen das Licht ein und wandeln dieses in Strom um. Jedoch kann es noch eine Zeit lang andauern, bis diese Technik zum Einsatz kommen kann. Es ist noch viel Forschungsarbeit notwendig, um die Photovoltaik-Technik einsetzen zu können.

Das Australian Solar Institute ist davon überzeugt, dass erst die Zusammenarbeit zwischen führenden australischen und deutschen Wissenschaftlern ein solches Ergebnis hervorbringen konnte.

Quelle: Australian Solar Institute

 

Horb a.N./Bad Brückenau, 26. April 2011, Gymnasiasten aus dem Franz-Miltenberger-Gymnasium sowie die Stadtwerke aus Bad Brückenau möchten mittels Vergleichsmessungen die Solarstromproduktion der MLD-Technologie von DEGERenergie transparent machen. Das Ziel ist das testen der Wirtschaftlichkeit von MLD-Technologie gegenüber starren Solarsystemen. In der Nähe der A7 (Gewann Römershag) haben sie eine starre Photovoltaikanlage und ein nachgeführtes MLD-System von DEGERenergie vom Typ DEGERtraker 9000NT installiert. Ziel ist es, klare Vergleichsdaten zur Effizienz beider Systeme zu erfassen.

DEGERenergie

„Wir wollen vor dem Hintergrund der Energiewende und steigender Energiepreise neue Ideen ausprobieren und neue Wege gehen“, erklärt Günter Schneider, Geschäftsführer der Stadtwerke Bad Brückenau. Im ersten Schritt wolle man herausfinden, was in Sachen Solarenergie die wirtschaftlich vernünftigste Lösung sei. „Deshalb haben wir uns entschlossen, dem Vorschlag des Experten zu folgen und am gleichen Standort eine starre und eine nachgeführte Anlage zu installieren.“ Der Experte vor Ort heißt Heino Martin. Er hat sich mit seinem Unternehmen Martin Montagen auf die Installation von Solaranlagen spezialisiert und arbeitet auch mit MLD-Systemen von DEGERenergie.

Die Ertragsdaten beider Anlagen sind über eine Web-Anwendung in Echtzeit übers Internet einsehbar. Besonders interessant ist das für eine naturwissenschaftliche Arbeitsgruppe am Franz-Miltenberger-Gymnasium, wenige hundert Meter von der Solaranlage entfernt. Hier lernen die 15- und 16-jährigen Gymnasiasten am konkreten Projekt, wie und unter und welchen Rahmenbedingungen regenerative Energien erzeugt werden.

Die langfristigen Ergebnisse ihrer Beobachtungen sind nicht zuletzt auch für Heino Martin und Günter Schneider von Interesse. Heino Martin liefern sie willkommene Argumente für seine Kunden. Und Günter Schneider verspricht sich davon Entscheidungshilfen für weitere Projekte. „Wir denken zum Beispiel über Photovoltaik-Systeme auf städtischen Hallen nach. Und auch eine Bürgersolaranlage, an der sich unsere Bürger über einen Fonds beteiligen können, ist im Gespräch.“

Quelle: DEGERenergie