Neues aus der Forschung
Startschuss für Technologieplattform zur Skalierung der Perowskit-Silicium Tandemphotovoltaik
Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen versprechen Wirkungsgrade von über 30 Prozent, Forschungslabors weltweit verkünden regelmäßig neue Spitzenwerte. Diese Rekorde werden jedoch auf Flächen realisiert, die um rund einen Faktor 400 kleiner sind als die aktuelle Wafergröße einer industriellen Silicium-Solarzelle. Solarforscherinnen und -forscher untersuchen aktuell mehrere vielversprechende Routen für eine skalierbare und wirtschaftliche Herstellung dieser Tandemsolarzellen. In den vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz finanzierten Forschungsprojekten »Pero-Si-SCALE« und »LiverPool« baut das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE nun eine unabhängige Technologieplattform zur Skalierung von Perowskit-Silicium-Tandemsolarzellen und -Modulen. Ziel ist die Weiterentwicklung und Analyse von Zell- und Moduldesigns sowie deren Herstellungsprozesse, bei denen ein schneller Transfer in die Industrie möglich ist.
Agri-Photovoltaik-Anlagen schützen Pflanzen vor Dürre
Untersuchung der Universität Hohenheim zeigt: Beschattung kann die Folgen von Trockenperioden in der Landwirtschaft abschwächen
Agri-Photovoltaik kann die Folgen von Dürreperioden auf die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel abschwächen: Die Beschattung, die bei ausreichend Wasser oft die Ernteerträge senkt, kann bei Dürre sogar zu Ertragssteigerungen führen. Das ist das Ergebnis einer Untersuchung der Universität Hohenheim in Stuttgart. Der Effekt kann besonders für Regionen wichtig werden, in denen es gleichzeitig ein starkes Bevölkerungswachstum und ausgeprägte Dürreperioden gibt, wie beispielsweise in Indien oder Afrika. Aber auch in Europa muss in Zukunft mit längeren Trockenperioden gerechnet werden. Aus Sicht der Wissenschaftler:innen besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf – vor allem zu der Frage, welche Pflanzen sich für die unterschiedlichen Systeme am besten eignen.
Aktuelle Forschungsergebnisse: Wertschöpfung und Beteiligung steigern die Akzeptanz von Erneuerbaren Energien, wenn die Bürger*innen gut informiert werden.
Wie gelingt es, die Belange der Bevölkerung bei der Errichtung Erneuerbarer-Energie-Anlagen zu berücksichtigen und zugleich eine faire regionalwirtschaftliche Beteiligung sicherzustellen? Über zwei Jahre führte ein Forschungskonsortium in sechs Kommunen dazu Erhebungen.
Abschluss Forschungsprojekt Kognitive Energiesysteme: KI-Agenten machen erneuerbare Energien flexibler und zuverlässiger
Die Energiewende wird mit Künstlicher Intelligenz (KI) leichter realisierbar. Sogenannte KI-Agenten können komplexe Steuerungsprozesse übernehmen, die mit der heutigen Personal- und Technikausstattung in den Unternehmen nicht zu stemmen wären. Das ist eine zentrale Erkenntnis eines dreijährigen Forschungsprogramms des Kompetenzzentrum Kognitive Energiesysteme (K-ES). Untersucht wurden die Vorteile von KI insbesondere für Netzbetrieb, Prognosen, Resilienz, Leistungselektronik, Energiemanagement, Energiehandel und weitere Zukunftsfelder der Energieversorgung.
Flexible Photovoltaik durch gedruckte Solarzellen
KIT und Partner starten Innovationsplattform Solar TAP und wollen Mehrzweckphotovoltaik in den Alltag bringen: Gedruckte Solarzellen sind formbar, leicht und flexibel – und lassen sich in Farbe und Transparenz frei gestalten. Werden sie auf Materialien wie Kunststoff, Glas oder Metall aufgebracht, dann lässt sich Photovoltaik mit weiteren Funktionen kombinieren, etwa in Gebäudefassaden. In der kürzlich gestarteten Innovationsplattform Solar TAP (steht für: „Solar Technology Acceleration Platform for emerging Photovoltaics“) der Helmholtz-Gemeinschaft, an der das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist, sollen die Technologien für solche Mehrzweckphotovoltaik gemeinsam mit Industriepartnern entwickelt werden.
Halbzellenverbund: Neue Zellkonzepte für die großskalige Massenproduktion von PEM-Elektrolyseuren
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben ein fortschrittliches Zell- und Stackdesign für Elektrolyseure entwickelt und patentieren lassen. Mit diesem neuartigen Halbzellenverbund (HZV) werden die Material- und Herstellungskosten für PEM-Elektrolyseure gesenkt und so eine großskalige Massenproduktion ermöglicht. Diesen Halbzellenverbund wird das Fraunhofer ISE neben weiteren Innovationen für die Wasserstoffwirtschaft vom 17. bis 21. April 2023 auf der Hannover Messe in Halle 13, Stand D35 vorstellen.
Wie kann der Markthochlauf von Wasserstoff beschleunigt werden? – Aktuelle Erkenntnisse aus den Reallaboren der Energiewende
Trans4ReaL ordnet die Erkenntnisse über Herausforderungen und Hürden der Reallabore der Energiewende ein. Diese werden in Form von Handlungsansätzen mit Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft geteilt. Dadurch trägt das Projekt zur Skalierung der Erkenntnisse bei und unterstützt den Markthochlauf von Wasserstoff. Ein klimaneutrales Deutschland benötigt den Energieträger Wasserstoff und eine funktionierende Wasserstoffwirtschaft. Die durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Reallabore der Energiewende erproben dafür den Aufbau von Wasserstofftechnologien im industriellen Maßstab. Somit bringen die Reallabore Wasserstoff in die Praxis.
Studie zeigt Verteilung von Windenergie- und Photovoltaikanlagen für den Netzentwicklungsplan Strom 2037/2045
Die Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz, Amprion, TenneT und TransnetBW haben kürzlich den ersten Entwurf des Netzentwicklungsplans (NEP) Strom 2037/2045 veröffentlicht und an die Bundesnetzagentur übergeben. Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE hat hierfür die Regionalisierung der erneuerbaren Energien modelliert und konkretisiert damit, wo zukünftig Windenergie- und Photovoltaikanlagen für die Energiewende voraussichtlich errichtet werden.
Niederländisch-deutsches Konsortium entwickelt vereinfachte Tandem-Solarmodule für den europäischen Markt
In Zusammenarbeit mit niederländischen und deutschen Industriepartnern entwickelt TNO ein Tandem-Solarmodul, das sich für eine baldige Markteinführung eignet. Das Tandem-Solarmodul besteht aus monolithischen Perowskit-/Silizium-Solarzellen, die übereinander angeordnet sind. Mit dieser Anwendung können höhere Wirkungsgrade erreicht werden als mit den derzeitigen Solarmodulen auf Siliziumbasis, was zu einer höheren Leistung pro Quadratmeter und niedrigeren Kosten pro kWh führt.
Elektrokatalyse – Chemie und Struktur von Eisen- Kobalt-Oxyhydroxiden vermessen
Ein Team um Dr. Prashanth W. Menezes (HZB/TU-Berlin) hat Kobalt-Eisen-Oxyhydroxide an BESSY II untersucht. Diese Materialklasse zählt zu den besten Anoden-Katalysatoren, um elektrolytisch Wasser aufzuspalten und grünen Wasserstoff zu gewinnen. Insbesondere gelang es, die Oxidationsstufen der aktiven Elemente in verschiedenen Konfigurationen zu bestimmen. Die Ergebnisse könnten zur wissensbasierten Entwicklung neuer hocheffizienter und kostengünstiger katalytisch aktiver Materialien beitragen.
