Kalibrierung reduziert Kosten von Photovoltaikstrom Fraunhofer ISE Messtechnik für breite Anwendung

Ganz einfach können Hersteller und Planer von Photovoltaikanlagen Kosten sparen. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE bietet Referenzzellen und Messtechnik jetzt auch in einem e-Shop für die breite Anwendung an. Wer genau vorhersagen kann, was seine Anlage leistet, kann auf teure Sicherheitszuschläge bei der Auslegung verzichten.

Die seit April 2000 geltende Einspeisevergütung von 99 Pfennig pro Kilowattstunde Solarstrom hat der Photovoltaik in Deutschland zu einem Boom verholfen. Mit dem Markt wächst auch die Konkurrenz. Wer solide Qualität preiswert anbieten kann, hat die Nase vorn. Das Kalibrierlabor CalLab des Fraunhofer ISE hat ein Kostensenkungspotential entdeckt:

Bei Abnahmemessungen an 25 Anlagen unterschiedlicher Hersteller fand sich nur eine Anlage, die lieferte, was bestellt war; der Rest lag bis zu 20% darunter – und musste eine Vertragsstrafe zahlen. Davor schützen sich in anderen Fällen Anlagenbauer durch einen Sicherheitszuschlag. 20 % Mehrleistung kosten aber schon bei einer 10 Kilowattanlage rund 20.000 DM.

Diese Mehrkosten können Planer vermeiden, wenn sie den Wirkungsgrad eines Modultyps vom ISE CalLab bestimmen lassen. Das kostet weniger als ein 50 Wp Modul und schützt vor unliebsamen Überraschungen.

Hersteller können mit kalibrierten Referenzzellen den Wirkungsgrad von Zellen oder Modulen gleich in der Produktion präzise überwachen und so ihren Kunden die Leistung garantieren.

Referenzzellen sind robust gefasste und vom ISE CalLab vermessene Solarzellen, die als Strahlungsmessgerät dienen. Kalibrieren bedeutet ein Messgerät mit einer sehr genauen Skala zu versehen. Aus einem Stück Holz entsteht so ein Meterstab und aus einer Referenzzelle ein Strahlungsmessgerät. Der einfach zu messende Strom einer Referenzzelle wird durch die Kalibrierung mit der schwierig zu messenden Sonneneinstrahlung verknüpft. Damit kann man die Leistungsfähigkeit von Solarzellen oder Modulen präzise kontrollieren.

Das Kalibrierlabor ISE CalLab des Fraunhofer ISE gibt es seit 1986. Es ist eines der drei führenden PV-Messlabors weltweit – mit ständiger Qualitätssicherung durch Vergleiche untereinander und Abstimmung mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. International renommierte Hersteller, aber auch der TÜV Rheinland lassen ihre Referenzzellen vom ISE CalLab vermessen.

Eine Besonderheit des ISE CalLab ist seine Bandbreite: Ob farbstoffsensibilisierte Solarzelle, Dünnschichttechnologie oder Mehrfachzelle für 1000-fache optische Konzentration – die Fraunhofer-Wissenschaftler können alles messen, was durch photovoltaischen Effekt aus Licht Strom macht. Forscher aus aller Welt kommen mit ihren Neuentwicklungen nach Freiburg. Denn eine Messung des ISE CalLab wird auf Kongressen und in Fachzeitschriften anerkannt.

Die Vermessung einer Solarzelle hat zwei Hauptschritte. Mit einer sonnenähnlichen Lichtquelle, dem Solarsimulator, wird eine Strom-Spannungs-Kennlinie aufgenommen. Mit einem Monochromator ermitteln dann die Fraunhofer-Mitarbeiter die spektrale Empfindlichkeit der Solarzelle. Sie ist nötig, um die Messung mit dem Solarsimulator auf international festgelegte Standardbedingungen zu korrigieren.

Wie der Regenbogen zeigt, besteht Sonnenlicht aus vielen Farben. Unterschiedliche Zellen reagieren unterschiedlich auf die Farben – so wie manche Filme einen Blau- oder Rotstich haben. Da kein Simulator exakt das Standardspektrum liefert und dieses auch praktisch nicht in der Natur anzutreffen ist, kann man nur mit einer rechnerischen Korrektur Genauigkeiten von 1-2% für die Gesamtmessung erreichen.

Das ISE CalLab verfügt über vier Solarsimulatoren, zwei Monochromatoren und eine Freilandmesseinrichtung mit Sonnennachführung. Es kann winzige Zellen und quadratmetergroße Module vermessen. Das ISE CalLab entwickelt Lösungen für kundenspezifische Messaufgaben und liefert komplette Messplätze, z.B. für spektrale Empfindlichkeit oder Strom-Spannungs-Kennlinie.

Der Erfolg des Kalibrierlabors geht auf die Grundidee der Fraunhofer-Gesellschaft zurück, Forschung und Anwendung zu verbinden: Die institutseigene Solarzellentechnologie liefert das wissenschaftliche Know-how, die fast 20-jährige Erfahrung mit Photovoltaik-Systemen sorgt für Praxis. Die Anwendungsorientierung des ISE CalLab zeigt sich auch bei seiner Homepage http://www.callab.de. Sie informiert über technische Einzelheiten, nennt Preise und ermöglicht Auftragserteilung online.

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