Fraunhofer ISE katapultiert Effizienz von Vierfach-Solarzelle auf 47,6 Prozent

Eine neue Antireflexbeschichtung half den Freiburger Wissenschaftlern den Wirkungsgrad um 1,5 Prozent unter konzentriertem Sonnenlicht zu steigern. Nach Angaben des Freiburger Instituts haben sie damit die bislang effizienteste Solarzelle der Welt entwickelt.

Mehrfachsolarzellen haben das Potenzial, die Wirkungsgrade der aktuell gängigen Photovoltaik-Technologien deutlich zu erhöhen. Im Projekt „50Prozent“ verriet bereits der Name, was die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE erreichen wollen. Dabei kommen sie ihrem Ziel immer näher. Nun haben sie mit Hilfe einer neuen Antireflexbeschichtung die Effizienz der bislang besten Vierfach-Solarzelle von 46,1 auf 47,6 Prozent bei 665-facher Sonnenkonzentration verbessert. Die Ergebnisse stellten sie auf dem aktuell stattfindenden „2. Internationalen TandemPV Workshop“ in Freiburg vor.

Das Forschungsprojekt „50Prozent“ läuft bereits seit zwei Jahren. Es wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Ziel ist die Herstellung einer Solarzelle mit 50 Prozent Wirkungsgrad, wobei jede einzelne Schicht optimiert werde und prozesstechnologische Verbesserungen an den Metallkontakten unternommen würden. „Wir wollen mit unserer Arbeit einen Beitrag leisten, um die konzentrierende Photovoltaik noch effizienter und wettbewerbsfähiger zu machen, denn wir glauben, dass dies die nachhaltigste Form der erneuerbaren Stromerzeugung ist“, erklärt Frank Dimroth, Abteilungsleiter für III-V Photovoltaik und Konzentrator-Technologie am Fraunhofer ISE.

Seit einem Jahr finden die Forschungsarbeiten am damals eröffneten Zentrum für höchsteffiziente Solarzellen statt. Bereits 2016 sei gemeinsam mit dem französischen Hersteller Soitech die Schichtstruktur der Vierfach-Solarzellen entwickelt worden, hieß es weiter. Es handele sich um eine obere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Phosphid (GaInP) und Aluminium-Gallium-Arsenid (AlGaAs), die von Soitec auf eine untere Tandemsolarzelle aus Gallium-Indium-Arsenid-Phosphid (GaInAsP) und Gallium-Indium-Arsenid (GaInAs) gebondet wurde. Diese sei nun mit verbesserten Kontaktschichten und einer vierlagigen Antireflexionsschicht versehen worden. Damit sinken dem Fraunhofer ISE zufolge die Widerstandsverluste sowie die Reflexion auf der Vorderseite der Zelle, der in einem breiten Spektralbereich von 300 bis 1780 Nanometern empfindlich sei. Herkömmliche kristalline Solarzellen absorbierten das Sonnenlicht nur bis zu einer Wellenlänge von 1200 Nanometern und benötigen damit keine solch breitbandige Entspiegelung, so die Forscher aus Freiburg weiter.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

Photovoltaik in Europa befindet sich zwischen Installationsboom und Engpässen

Video: Die Situation bei Wechselrichtern und Speichern bezeichnete pvXchange-Gründer Martin Schachinger in einem Gespräch auf der Intersolar Europe als dramatisch. Währenddessen sind die Probleme in China auf die Modulpreise noch nicht durchgeschlagen. Doch was helfen alle Komponenten, wenn es keine Handwerker gibt, die Photovoltaik-Anlagen installieren können?

Ein paar Tage ist es bereits her: Die europäische Solar- und Speicherindustrie traf sich in München zur The Smarter E und die Stimmung war allerorts optimistisch bis überschwänglich. Die Bilanz fiel so auch äußerst positiv aus: Mehr als 65.000 Besucher drängten sich in den drei Tagen durch die 12 Messehallen, in diesen 1356 Aussteller präsent waren. In einem Video hat pv magazine versucht, die Stimmung einzufangen. Denn nicht alles ist aktuell rosig, etwa wenn es um Photovoltaik-Komponenten oder Handwerkerkapazitäten geht, zeigt sich eine Diskrepanz zu den hohen Zielen.

„Wir haben eine dramatische Situation bei Wechselrichtern und Speichern, was eben immer zu Preiserhöhungen führt. Bei Modulen sind wir im Moment noch relativ entspannt“, sagte so Martin Schachinger, Gründer von pvXchange. Probleme in China hätten sich noch gar nicht richtig auf die Preisentwicklung bei den Modulen ausgewirkt. „Es kann allerdings sein, dass sich der Lockdown in China in zwei oder drei Monaten dann auch hier preislich bemerkbar macht“, so Schachinger weiter.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

Bayern treibt Aufbau eines Wasserstoffzentrums voran

Der bayerische Ministerrat hat den Weg frei gemacht für den Erwerb eines Grundstücks für das geplante Wasserstofftechnologie-Anwenderzentrum (WTAZ) in Pfeffenhausen bei Landshut. Das Zentrum wird sich ab 2024 auf die Wertschöpfungskette der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien für die Mobilität konzentrieren. Es soll Unternehmen die Möglichkeit geben, entsprechende Produkte zu entwickeln, zu testen und zu zertifizieren. Zur Produktion von grünem Wasserstoff soll am Standort bis 2023 ein fünf Megawatt starker Elektrolyseur installiert werden.

Bayern will die Einrichtung mit mindestens 30 Millionen Euro unterstützen. Das WTAZ gehört zu den vier Nationalen Wasserstoffzentren in Deutschland. Die Bundesregierung will die Zentren mit insgesamt 72,5 Millionen Euro fördern.

Mit Daimler Truck steht bereits ein Ankernutzer für das WTAZ bereit. Das Unternehmen will in Pfeffenhausen Brennstoffzellen-LKWs prüfen. „Die Entscheidung von Daimler Truck zeigt, wie wichtig das WTAZ für den Hochlauf der Wasserstofftechnologie in der Mobilität ist“, sagt der bayerische Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger (Freie Wähler). Gerade im Schwerlastverkehr bilde Wasserstoff eine ideale Alternative zu fossilen Brennstoffen. „Nur dadurch schaffen wir die Verkehrswende hin zu klimaneutralen Fahrzeugen auf unseren Straßen.“

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

Bundeswirtschaftsministerium prüft Abschaffung der Einspeiseleistungsbegrenzung kleiner Photovoltaik-Anlagen

Auf Anfrage eines CDU-Bundestagsabgeordneten erklärte Staatssekretär Patrick Graichen, derzeit würden Gründe für den Fortbestand oder die Abschaffung der Regelung geprüft. Nach dem EEG 2021 muss die Wirkleistung bei der Einspeisung von Photovoltaik-Anlagen bis 25 Kilowatt auf 70 Prozent beschränkt werden.

Kleine Photovoltaik-Anlagen bis 25 Kilowatt – vor dem EEG 2021 bis 30 Kilowatt – unterliegen der Regelung, wonach am Verknüpfungspunkt mit dem Netz die maximale Wirkleistungseinspeisung auf 70 Prozent der installierten Leistung begrenzt wird. Bei Betreibern sorgt diese Regelung immer wieder für Unmut und nun hat die Frage nach dem Sinn der Regelung auch das Bundeswirtschaftsministerium erreicht. Der CDU-Bundestagsabgeordnete Moritz Oppelt hat bei der Bundesregierung nachgefragt, ob sie plane die Wirkleistungsbegrenzung bei Photovoltaik-Anlagen abzuschaffen oder zu reformieren

„Derzeit wird geprüft, ob die Gründe für die Regelung fortbestehen und wie sie angepasst werden kann“, erklärt Patrick Graichen, Staatssekretär im Bundeswirtschaftsministerium.“ Gegebenenfalls soll zeitnah ein Vorschlag vorgelegt werden.“ Nähere Ausführungen macht Graichen nicht.

Kürzlich hatte Johannes Weniger von der HTW Berlin in einem Interview mit pv magazine erklärt, dass durch diese EEG-Regelung je nach Standort bei optimal nach Süden ausgerichtete Photovoltaik-Anlagen durch die 70-Prozent-Limitierung maximal 3 bis 6 Prozent des Energieertrags verloren gingen. Die Verluste hingen auch davon ab, wie groß der Wechselrichter im Verhältnis zur Photovoltaik-Anlage ist. Mit einem vorausschauenden Laden der Batteriespeicher könnten die Verluste jedoch auch auf nahezu null reduziert werden, so Weniger weiter.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

DNV arbeitet an weltweit ersten Referenzstandards für schwimmende Solaranlagen

DNV steht an der Spitze zweier Industrieprojekte, die darauf abzielen, Referenzstandards für den Entwurf, die Entwicklung und den Betrieb von schwimmenden Photovoltaik-Systemen zu entwickeln. Solche Standards fehlen noch weitgehend, was zu Verzögerungen und Hindernissen bei Genehmigungen und Zulassungen führen kann.

Die norwegische Zertifizierungsgesellschaft DNV hat sich zum Ziel gesetzt, das weltweit erste empfohlene V für das Design, die Entwicklung und den Betrieb von schwimmenden Photovoltaik-Systemen zu entwickeln. Der unabhängige Energieexperte und -versicherer schätzt, dass die potenzielle globale Kapazität für den Einsatz von Floating-Photovoltaik derzeit bei etwa vier Terawatt, liegt und erwartet, dass die installierte Kapazität bis 2025 weltweit zehn Gigawatt erreichen wird. Die Gruppe weist jedoch darauf hin, dass für solche Projekte noch weitgehend Normen fehlen, was zu Projektverzögerungen und Hindernissen bei der Genehmigung und Zulassung von Projekten im Versorgungsmaßstab führen könnte.

„Floating-PV-Akteure verlassen sich bestenfalls auf inkonsistente und unterschiedliche Verfahren und angrenzende Codes, die aus anderen Sektoren übernommen wurden, was die Fähigkeit der Branche, schnell zu wachsen, behindern könnte“, sot DNV.

Um Betreibern umfassende Leitlinien an die Hand geben zu können, hat DNV die Führung bei zwei neuen gemeinsamen Industrieprojekten übernommen, um spezifische Referenzstandards für schwimmende Photovoltaik zu entwickeln. Zuvor hatte DNV ein Gemeinschaftsprojekt geleitet, an dem 24 führende Unternehmen der Branche beteiligt waren, um die weltweit erste empfohlene Praxis für Design, Entwicklung und Betrieb von solcher Systeme – DNV-RP-0584 – zu entwickeln, die 2021 als erster Schritt in Richtung Floating-PV-Standards und -Zertifizierung eingeführt wurde. Solche spezifischen Referenzstandards werden es den Unternehmen ermöglichen, Risiken zu managen und die Umstellung auf erneuerbare Energien zu erleichtern, so DNV.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

Rosige Zeiten für Wärmepumpen

Martin Pehnt erläutert, wieso der massive Umstieg auf Wärmepumpen-Heizungen nun wahrscheinlich und möglich ist und dass Photovoltaik-Anlagen wunderbar dazu passen. Er ist wissenschaftlicher Geschäftsführer des Instituts für Energie- und Umweltforschung (Ifeu) in Heidelberg.

pv magazine: Bisher hatten es Wärmepumpen in Mehrfamilienhäusern schwer. Ändert sich das?

Martin Pehnt: Die Perspektive auf Wärmepumpen im Mehrfamilienhaus ändert sich gerade fundamental, und zwar aus mehreren Gründen. Mit dem CO2-Preis entwickelt sich ein Preissignal, das jetzt teilweise auch beim Vermieter landet. Und die 65-Prozent-Erneuerbare-Energien-Regel, die im Koalitionsvertrag angekündigt und jetzt durch den Koalitionsausschuss um ein Jahr vorgezogen wurde, fordert bei jedem neu eingebauten Heizkessel ab dem 1.1.2024, 65 Prozent erneuerbare Energien einzusetzen. Das bedeutet in vielen Gebäuden: Wenn keine Wärmenetze vorhanden sind, muss man auf Wärmepumpen zugreifen. Es wird in den nächsten zwei Jahren viele neue Produkte geben, von wohnungsweisen Wärmepumpen über kleine kalte Nahwärmenetze mit geteilten Wärmequellen für die Wärmepumpen, bis hin zu Hybridheizungen.

Hybrid wovon?

Vor allen Dingen von Gas und elektrischer Wärmepumpe; aber auch mit anderen Energieträgern kombiniert, beispielsweise Holzpellet-Wärmepumpen-Hybride. Es gibt schon eine ganze Reihe von kommerziellen Produkten, die vor allen Dingen dann zum Zuge kommen, wenn ich die Temperatur nicht schnell genug abgesenkt bekomme. Solche Marktlösungen werden sich in den nächsten Jahren rasant ausbreiten müssen.

Sie haben den Begriff „Niedertemperatur-ready“ (NT ready) geprägt. Das bedeutet, dass man Gebäude rechtzeitig auf den Heizungswechsel vorbereitet – vor allem durch ein Absenken der Heizungstemperaturen – , damit man dann Wärmepumpen effizient einsetzen kann. Bei Einfamilienhäusern im Bestand geht das vermutlich schon einigermaßen gut. Aber bei Mehrfamilienhäusern ist das ja noch eine große Baustelle. Wie sehen Sie das?

Einfamilienhäuser sind durchaus auch problematisch, weil sie eine große Oberfläche bezogen auf die Wohnfläche und oft auch sehr alte Heizungen haben. Da findet man so manches ganz altes Schätzchen. Die Heizungen in selbstgenutzten Einfamilienhäusern unterlagen nicht der Austauschpflicht nach dem Gebäudeenergiegesetz. Es gibt zwei Möglichkeiten, sie NT ready zu machen. Entweder, geht man an die Heizung ran und vergrößert die Heizflächen. Wenn einzelne Heizkörper zu klein sind, tauscht man sie aus. Aber es ist ganz wichtig, wenn man sowieso Maßnahmen am Gebäude durchführt, das Gebäude zu dämmen und dadurch den Energiebedarf zu senken. Man kann durch Außenwanddämmung, durch Kellerdeckendämmung, durch oberste Geschossdeckendämmung oder durch Fenstertausch die Möglichkeit schaffen, die Heiztemperatur zu senken. Am besten, man macht man dazu eine Energieberatung und lässt sich einen Sanierungsfahrplan erstellen. Noch etwas zur Relevanz des Einfamilienhauses: zwei Drittel des Gasverbrauches, den wir in Wohngebäuden zum Heizen und für Warmwasser brauchen, findet in Ein- und Zwei-Familienhäusern statt.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

Bosch investiert 500 Millionen Euro in die Entwicklung von Wasserstoff-Elektrolyseure

Mit den neuen Geschäftsfeld will der Konzern die Produktion von grünem Wasserstoff in Europa vorantreiben. Dabei soll auch das Brennstoffzellen-Know-how von Bosch helfen. Insgesamt sollen bereits in den nächsten drei Jahren drei Milliarden Euro in klimaneutrale Technik fließen.

Bosch hat am Mittwoch angekündigt, es werde künftig in die Entwicklung von Komponenten für Elektrolyseure einsteigen. Bis zu 500 Millionen Euro wolle der Stuttgarter Konzern bis 2030 in das neue Geschäftsfeld investieren. Im Fokus stehe die Entwicklung der Stacks für die Elektrolyseure.

Der Klimaschutz kann nicht warten. Wir wollen den raschen Aufbau einer Produktion von Wasserstoff in Europa mit Bosch-Technik unterstützen“, kündigte Stefan Hartung, Vorsitzender der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH, an. „Dafür nutzen wir unser Brennstoffzellen-Know-how“, ergänzte Markus Heyn, Bosch-Geschäftsführer und Vorsitzender des Unternehmensbereichs Mobility Solutions. In diesem Bereich will Bosch das neue Geschäftsfeld ansiedeln.

Der Konzern sieht riesige Wachstumschancen. So werde erwartet, dass der Elektrolyseur-Komponentenmarkt ein Volumen von rund 14 Milliarden Euro bis 2030 erreicht – mit den größten Zuwachsraten in Europa. Insgesamt wolle Bosch in den nächsten drei Jahren gut drei Milliarden Euro in klimaneutrale Technik investieren, um Industrie und Gesellschaft unabhängiger von fossilen Energieträgern zu machen, hieß es weiter.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

Nexol bringt neuen Photovoltaik-Boiler auf den Markt

Das deutsche Start-up-Unternehmen hat ein photovoltaisches Warmwassersystem entwickelt, das auf einer intelligenten Steuerung basiert und sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden kann. Es entscheidet selbständig, ob Netz- oder Solarstrom aus der Photovoltaik-Anlage verwendet wird, wobei Letzteres immer bevorzugt wird.

Nexol Photovolthermic hat einen 1500-Watt-Boiler vorgestellt, der Solarstrom ohne einen zusätzlichen Umrichter nutzen kann. „Das System kann ab dem dritten Quartal dieses Jahres in drei Konfigurationen bestellt werden“, sagte der Mitbegründer des Unternehmens, Michael Lau, auf Anfrage von pv magazine. Alle Systeme enthalten einen intelligenten Controller, den Nexol-Energy-Controller. Er kann sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom arbeiten und entscheidet selbstständig, ob Netzstrom oder Solarstrom aus der Photovoltaik-Anlagen verwendet wird. Letzteres werde immer bevorzugt. Der Nutzer kann zwischen einem oder zwei Heizstäben wählen: dem NEX-R1 und dem NEX-R2.

„Um diese Nachrüstsets zu installieren, benötigt ein bestehender Tank anderthalb Gewindemuffen in geeigneter Höhe“, erklärt Lau. „Wir bieten auch einen 120-Liter-Tank für die Zwei-Stab-Konfiguration an, der NEX-R2x120 genannt wird, und das Plug-and-Play-Prinzip macht die Installation sehr einfach.“ Wenn zwei Heizstäbe integriert sind, ermöglichen sie eine Zonenbeheizung der Tankeinlagen. „Durch den Einsatz von Heizzonen lässt sich der Netzstromverbrauch deutlich reduzieren“, fügte er hinzu.

Das Funktionsprinzip der Zwei-Zonen-Heizung wird vom Unternehmen als einfach beschrieben. Zunächst wird die obere Zone des Speichers in der Nähe des Warmwasserauslasses auf 60 Grad Celsius aufgeheizt. Dies ermöglicht eine schnellere Warmwasserentnahme, wobei die Photovoltaik als Betriebsquelle Vorrang hat.

mehr…

Quelle: https://www.pv-magazine.de

1,5 Millionen Fässer Erdöl durch E-Mobilität eingespart – täglich!

Erneuerbare Energie, Fahrzeuge, Klimawandel, Politik / Von Werner Tillmetz

Eine aktuelle Studie des BNEF (Bloomberg New Energy Fund) zeigt, dass durch die E-Mobilität inzwischen täglich 1,5 Millionen Barrel oder auf deutsch Fässer (1 Fass entspricht 159 Liter) Öl eingespart werden, und das jeden Tag. Die Zahl hat sich im letzten Jahr verdoppelt. Auf den ersten Blick ist das eine gute Nachricht und klingt sehr ermutigend.

Allerdings werden jeden Tag etwa 1oo Millionen Barrel Erdöl gefördert und das meiste davon in Fahrzeugmotoren wieder verbrannt. Das Resultat ist die schnell weiter steigende Konzentration an CO2 in der Atmosphäre. Dagegen sind die 1,5 Millionen Einsparung die berühmten Peanuts. Wichtig ist auch zu verstehen, dass beim aktuellen Ölpreis von 110 Dollar jeden Tag etwa 11 Milliarden Dollar den Besitzer wechseln – nur für das Rohöl.

Kein Wunder, dass es seit 100 Jahren so viele Kriege um Öl und Gas gibt!

Inzwischen ist die CO2-Konzentration in der Atmosphäre auf über 420 ppm (parts per Millionen) gestiegen – der höchste Wert seit Millionen von Jahren. Aus den oben genannten Zahlen wird schnell deutlich, dass er nicht nur heute schon viel zu hoch ist, sondern noch für sehr viele Jahre weiter steigen wird – zu radikalem Umdenken und entsprechendem Handeln ist die Menschheit offensichtlich nicht in der Lage.

mehr…

Quelle: https://h2connect.eco

Schweiz: Erste industrielle Power-to-Gas-Anlage

Das Limmattaler Regiowerk Limeco hat in Dietikon die erste industrielle Power-to-Gas-Anlage der Schweiz realisiert, in Zusammenarbeit mit acht Schweizer Energieversorgern und der Stadtwerke-Allianz Swisspower.

Es soll aufzeigen, dass Power-to-Gas-Anlagen die erneuerbare Stromproduktion ergänzen und wirtschaftlich betrieben werden können.

Auf dem Areal des regionalen Energieversorgers Limeco in Dietikon ZH entsteht die bis anhin grösste Power-to-Gas-Anlage der Schweiz. «Mit der Kehrichtverwertung und der Abwasserreinigung am gleichen Standort haben wir die perfekten Voraussetzungen, um grünes Gas zu produzieren», erklärte Stefano Kunz, Verwaltungsratspräsident von Limeco und Stadtrat von Schlieren.

Das funktioniert so: Die Power-to-Gas-Anlage nutzt erneuerbaren Strom aus der Kehrichtverwertungsanlage, um per Elektrolyse Wasserstoff (H2) zu produzieren. Dieser wird mit dem CO2 im Klärgas gemischt, wodurch erneuerbares Methangas entsteht. Aus Abfall und Abwasser gewinnt Limeco so einen CO2-neutralen Energieträger. Ins bestehende Gasnetz eingespeist, ersetzt das erneuerbare Gas fossile Energieträger. Ab Winter 2021/22 wird die erste industrielle Power-to-Gas-Anlage synthetisches, erneuerbares Gas ins Netz einspeisen. Sie besitzt eine Elektrolyseleistung von 2,5 Megawatt. Jährlich lassen sich damit 4000 bis 5000 Tonnen CO2 einsparen.

mehr…

Quelle: https://www.sonnenseite.com