25. Feb 2019

Die Insolight-Module wurden ein Jahr lang unter realen Bedingungen in einer Pilotanlage getestet. Sie haben Hitzewellen, winterliche Bedingungen und Gewitter schadlos überstanden. ©Bild: Insolight

Da beim Insolight-System nur 0.5 Prozent der Modulfläche mit Solarzellen bestückt werden müssen, ist es möglich, die teuren Hochleistungszellen aus der Raumfahrttechnik auch für den Massenmarkt einzusetzen. ©Bild: Insolight

Beim Insolight-System müssen nur 0.5 Prozent der Modulfläche mit Solarzellen bestückt werden. Dadurch kann es auch mit Standardsolarmodulen kombiniert werden, wodurch es auch für Standorte mit diffusem Licht interessant wird. ©Bild: Insolight

Während Standardsolarmodule auf Wohngebäuden zurzeit Wirkungsgrade von 17 bis 19 Prozent erreichen, wurde dem Insolight-Modul ein Rekord-Wirkungsgrad von 29 % bescheinigt. ©Bild: Insolight

Schweizer Innovation: Konzentrator-Module von Insolight erreichen Rekord-Wirkungsgrad von 29% – Markteinführung für 2022 geplant

(ee-news.ch) Das Schweizer Startup Insolight bestückt Solarzellen mit einer Vielzahl von Hochleistungslinsen aus der Raumfahrt. Während Standardsolarmodule zurzeit Wirkungsgrade von 17 bis 19% erreichen, wurde dem Insolight-Modul vom Institut IES UPM ein Rekord-Wirkungsgrad von 29 % bescheinigt. Das Konzept wurde bereits 2016 vom Fraunhofer Institut ISE an einem Prototypen getestet (siehe ee-news.ch vom 28.11.18 >>).


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Vor zwei Jahren hatte bereits ein Prototyp des CPV-Moduls unter Laborbedingungen einen Rekordwirkungsgrad erreicht. Aufgrund des höheren Wirkungsgrads produzieren die Insolight-Module mehr Strom als Standardmodule und erhöhen so die Rendite.

Markteinführung für 2022 geplant
„Unsere Technologie kann die Kosten für Solarstrom im Wohngebäudebereich in Ländern mit hoher Sonneneinstrahlung um bis zu 30 Prozent senken“, erläutert Laurent Coulot, einer der Gründer des Startup-Unternehmens. Coulot geht davon aus, dass die ersten Insolight-Produkte bis 2022 auf den Markt kommen. Das Schweizer Unternehmen mit Sitz im Innovationspark an der EPFL hat mit der Vorserie seiner großformatigen Module einen wichtigen Schritt in Richtung industrielle Serienfertigung unternommen. Die Module können in bereits bestehenden Montageeinrichtungen für Standardmodule hergestellt werden.

Hightech-Solarzellen aus der Raumfahrt für alle
Das Schutzglas des CPV-Moduls von Insolight ist mit zahlreichen Linsen ausgestattet, die das Licht mehrere hundert Mal bündeln. Unter dieser optischen Schicht befindet sich eine Matrix aus Hochleistungssolarzellen, die normalerweise in der Raumfahrt eingesetzt werden. Auf diese Matrix wird das direkte Sonnenlicht fokussiert. Um den Bewegungen der Sonne zu folgen, bewegt sich bei der CPV-Technologie von Insolight lediglich das Netz aus Solarzellen pro Tag horizontal um mehrere Millimeter, im Gegensatz zu Standardmodulen, bei denen das ganze Modul nachgeführt wird. Das komplette System ist ähnlich wie bei Standardmodulen in einen Standardrahmen integriert, der mechanischen Teileschützt. Da die Insolight-Module in Form und Aussehen den Standardmodulen ähneln, können sie problemlos in alle klassischen Anwendungen, die es auf dem Markt gibt, integriert werden, unabhängig davon, ob es sich um Dach- oder Freiflächenanlagen handelt.

Die CPV-Module von Insolight können Solarenergie zu einem niedrigeren Preis ernten. Aufgrund der Konzentrator-Technologie müssen nur 0.5 Prozent der Modulfläche mit Solarzellen bestückt werden, um die höchstmögliche Leistung zu erzielen. Erst dadurch ist es überhaupt möglich, die teuren Hochleistungszellen, die normalerweise in der Raumfahrttechnik verwendet werden, auch für den Massenmarkt einzusetzen.

Solar Energy Institute IES-UPM validiert Testergebnis
Im November 2018 hat das spanische Solar Energy Institute of the Universidad Politécnica de Madrid (IES-UPM) bestätigt, dass ein Insolight-Modul aus einer Vorserie unter CSTC-Bedingungen einen nominalen Wirkungsgrad von 29 Prozent erreicht hat. Die Module sind ein Jahr lang auch unter realen Bedingungen in einer Pilotanlage getestet worden, die sich auf dem Gebäude der EPFL in Lausanne befindet. Diese Module haben langandauernde Hitzewellen, winterliche Bedingungen und mehrere Gewitter schadlos überstanden.

Das Insolight-Konzept wurde erstmals 2016 vom Fraunhofer Institut ISE an einem Prototypen im Labor getestet. Auch damals wurde bereits ein Rekordwirkungsgrad erreicht. „Während den vergangenen beiden Jahren hat unser Team diesen Prototypen zu einem Solarmodul von normaler Größe weiterentwickelt, das ans Netz angeschlossen wurde und 24 Stunden am Tag überwacht wurde. Unser System wurde also auf Herz und Nieren geprüft. Jetzt arbeiten wir an der Strategie, wie wir unser Konzept umsetzen und die Solarmodule im industriellen Massstab produzieren können“, erklärt Mathieu Ackermann, CTO von Insolight.


Weitere Forschungsprojekte mit optische Linsen
Das Insolight-Konzept wurde erstmals 2016 vom Fraunhofer Institut ISE an einem Prototypen im Labor getestet (siehe ee-news.ch vom 28.11.18 >>). Die industrielle Umsetzung höchster Wirkungsgrade für Konzentrator-Module (CPV) und damit die Verkleinerung der Lücke zwischen Forschungsergebnissen und Produktion standen im Fokus des EU-geförderten Projekts CPVMatch. Der erreichte Modulwirkungsgrad liegt bei 41.4% und ist damit der höchste jemals erzielte Wert für ein Photovoltaikmodul. Dabei kommen Mehrfachsolarzellen aus III-V-Halbleiterverbindungen zum Einsatz, in denen mehrere sehr dünne Solarzellen übereinander gestapelt sind, um so das Sonnenspektrum wesentlich effizienter zu nutzen. Sie werden mit optischen Linsen kombiniert, welche die Solarstrahlung auf eine dann winzige Solarzellenfläche konzentrieren. Die Module wiederum bewegen sich auf zweiachsigen Nachführeinheiten synchron mit dem Lauf der Sonne. 

Auch Juan Francisco Martínez Sánchez wurde 2018 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 (siehe ee-news.ch vom 4.5.18 >>). Auch er hat ein Modul entwickelt, das direkte Sonnenlicht nutzt, das über Linsen auf wenige Quadratmillimeter kleine Konzentratorsolarzellen gelenkt wird. Auch Streulicht und Diffusstrahlung wandelt sein Modul in elektrischen Strom um.


Auf der Suche nach Partnern für die Produktion
Das Insolight-System kann auch mit Standardsolarmodulen kombiniert werden. Dadurch entsteht ein Hybridsystem, das vor allem für Standorte interessant ist, an denen es weniger direkte Sonneneinstrahlung, dafür aber mehr diffuses Licht gibt. Denn normalerweise ist die Konzentrator-Technologie nur für direkte Sonneneinstrahlung geeignet.

Um den Markteintritt zu beschleunigen, verhandelt Insolight derzeit mit mehreren Solarmodul-Herstellern über eine Lizenz für die Herstellung seiner CPV-Module. „Unsere Technologie erfordert lediglich ein paar zusätzliche Montageschritte, die am Ende des Montageprozesses von Standardmodulen in den bereits bestehenden Produktionslinien draufgesetzt werden können. Das heisst, zur Produktion unserer CPV-Module können die bereits existierenden Produktionskapazitäten genutzt werden“, schliesst Laurent Coulot.

Text: ee-news.ch, Quelle: Insolight

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