04. Mai 2018

Eyecon Konzentratormodul mit einer Fläche von 144 Quadratmillimetern, welches auf einer 2-achsigen Nachführeinheit des Fraunhofer ISE vermessen wird. ©Bild: Fraunhofer ISE

Juan Francisco Martínez Sánchez, Doktorand am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Mitte), an der Verleihung des Student Awards im Rahmen der 14. Internationalen CPV Konferenz in Puertollano, Spanien. ©Bild: Fraunhofer ISE

Student Award: Geht an neues PV-Hybrid-Konzentratormodul mit 36.8 % Effizienz

(FI/ISE) Juan Francisco Martínez Sánchez wurde an der 14. Internationalen CPV Konferenz in Puertollano, Spanien, mit dem Student Award für seine Präsentation »4-Terminal CPV Module Capable of Converting Global Normal Irradiance into Electricity« ausgezeichnet. Die entscheidende Innovation seines Moduls: Es nutzt nicht nur das direkte Sonnenlicht, das über Linsen auf wenige Quadratmillimeter kleine Konzentratorsolarzellen gelenkt wird. Auch Streulicht und Diffusstrahlung wandelt sein Modul in elektrischen Strom um.


Das Modul erreicht damit einzigartige Umwandlungseffizienzen in Bezug auf die Solare Globalstrahlung. Bis zu 36.8 Prozent Modulwirkungsgrad wurden auf dem Dach des Fraunhofer ISE bereits gemessen, und die Forscher arbeiten bereits an weiteren Wirkungsgradsteigerungen. Martinez Sanchez ist Doktorand am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. „Wir freuen uns über diese Auszeichnung“, sagt Frank Dimroth, Abteilungsleiter für III-V Photovoltaik und Konzentratortechnologie. »Das Eyecon-Modul bietet die Chance unsere hocheffiziente Konzentratortechnologie auch in Ländern einzusetzen, in welchen die Sonne nicht immer direkt vom Himmel scheint. Damit erweitert sich der Markt für solche PV Systeme, welche den höchsten Energieertrag pro Fläche liefern.«

Einsatz auf Länder mit hohem Streulichtanteil ausgeweitet
Die Konzentrator-Photovoltaik wird seit mehr als 20 Jahren am Fraunhofer ISE entwickelt. Sie nutzt Linsen oder Spiegel, um das direkte Sonnenlicht um einen Faktor 200-1000 auf besonders effiziente III-V-Halbleiter- Solarzellen zu lenken, welche entsprechend nur einen kleinen Teil der Modulfläche bedecken. Die Module werden auf Nachführeinheiten gebaut, um den Fokus der Optik immer genau auf der Solarzelle zu halten. Bisher war ein Einsatz nur in Ländern mit hohem Direktstrahlungsanteil, wie Chile oder Süd-Afrika, wirtschaftlich interessant. Die neue Modultechnologie erweitert den Einsatzbereich auch auf Länder z.B. in Europa, in welchen gestreutes Licht zwischen 20 und 30Prozent der eingestrahlten Leistung ausmacht.

Dieses Licht wird von einer Silicium-Solarzelle in elektrischen Strom gewandelt, welche gleichzeitig als Kühlkörper für die III-V- Konzentratorzellen dient. Diese Kombination aus Si und III-V Technologie erlaubt es die höchsten Umwandlungseffizienzen auf Modulebene zu erreichen. Bevor das Modul kommerziell erhältlich ist, müssen allerdings noch viele technologische Herausforderungen gemeistert und die Kosten weiter gesenkt werden. Auch müssen solche Systeme weiterhin sehr genau dem Sonnenstand nachgeführt werden. Damit eignen sich die Module nicht für die Montage auf Hausdächern, sondern sind primär für Freiflächenanlagen interessant.

Text: Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme ISE


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