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Jahr Art Thema Inhalt / Auszug Veröffentlichung Autor Seiten
2013 Photovoltaik-Forschungsarbeit Architektur einer Service Plattform zur Unterstützung des Betriebs erneuerbarer Energieanlagen Vorschau Die vorliegende Studie analysiert die aktuellen Stromgestehungskosten mit technologiespezifischen Systemauslegungen und Anlagenpreisen im zweiten Quartal 2012 für die erneuerbaren Energietechnologien Photovoltaik, solarthermische Kraftwerke und Windenergieanlagen und vergleicht die unterschiedlichen Kostenentwicklungen dieser Technologien. Stromgestehungskosten stellen eine Vergleichsgröße auf Basis gewichteter Durchschnittskosten für Stromerzeugungstechnologien dar. Sie ermöglichen einen Vergleich zwischen verschiedenen Technologien und sind nicht mit der Höhe von Einspeisevergütungen gleichzusetzen. Die tatsächliche Wertigkeit des Stroms ist bestimmt durch die tageszeitlichen Schwankungen von Angebot und Nachfrage und kann nicht über Stromgestehungskosten abgebildet werden. Die vorliegende, aktualisierte Version (2012) der Studie "Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien" vom Dezember 2010 greift dabei aktuelle Trends in der Kostenentwicklung der letzten beiden Jahre auf (Kost und Schlegl, 2010). Die marktüblichen Finanzierungskosten und Risikoaufschläge werden in dieser Version weiter detailliert und technologiespezifisch sowie länderabhängig angesetzt. Dies ermöglicht einen realistischen Vergleich von Kraftwerksstandorten, Technologierisiken und Kostenentwicklungen. Die Höhe der Finanzierungskosten hat einen erheblichen Einfluss auf die Stromgestehungskosten und die Wettbewerbsfähigkeit einer Technologie. Dies ist beim Vergleich zwischen der Studie von 2010 und der aktuellen Version zu beachten. Die Stromgestehungskosten wurden erneut anhand aktueller spezifischer Investitionen berechnet. Diese Studie modelliert die zukünftige Kostenentwicklung auf Basis des Marktwachstums und historisch beobachteter Lernkurven. So können Aussagen über die Wettbewerbsfähigkeit der einzelnen Technologien getroffen werden." Universtät Leipzig / Duale Hochschule Baden-Württemberg J. Schmidt, A. van Hoof 15
2013 Energiewirtschaftstagung Integration von zentraler und dezentraler Erzeugungstechnologie bis 2040 VorschauDie sogenannte Energiewende stellt einen Transformationsprozess der Energiewirtschaft dar, bei dem langfristig fossile Energie durch erneuerbare Elektrizität substituiert wird. Die Volatilität und die geringeren Volllaststunden der EE bringen es mit sich, dass leistungsorientierte Energiesysteme mit einem höheren Anteil an Ausgleichsenergie benötigt werden. Der Speicherbedarf kann zukünftig nicht in ausreichendem Volumen aus Pumpspeichern bereit gestellt werden. Die thermischen Kraftwerke haben daher die Aufgabe, diese Aufgabe zu übernehmen. Es ist ein neues Marktdesign erforderlich, um einen sicheren Netzbetrieb hierbei zu gewährleisten." TU Wien G. Brauner 6
2013 Photovoltaik-Fachbeitrag Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland VorschauWozu dieser Leitfaden? Deutschland lässt das fossil-nukleare Energiezeitalter hinter sich. Photovoltaik wird in unserer nachhaltigen Energiezukunft eine bedeutende Rolle spielen. Die vorliegende Zusammenstellung aktuellster Fakten, Zahlen und Erkenntnisse soll eine gesamtheitliche Bewertung des Photovoltaik-Ausbaus in Deutschland unterstützen." Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme Dr. H. Wirth 78
2013 Photovoltaik-Studie Speicherstudie 2013 "Kurzgutachten zur Abschätzung und Einordnung energiewirtschaftlicher, ökonomischer und anderer Effekte bei Förderung von onjektgebundenen elektrochemischen Speichern" Vorschau...Im Zuge des Kurzgutachtens wurden die Auswirkungen durch den Einsatz von Photovoltaik‐Batteriesystemen bei kleinen objektgebundenen Photovoltaik‐Anlagen untersucht. Ein besonderer Fokus lag dabei auf einer potenziellen Netzentlastung durch die Reduktion der Einspeisespitze und des Abendbezugs. Neben der Netzentlastung wurden qualitative Möglichkeiten zur Bereitstellung sonstigerNetzserviceleistungen (insb. Regelleistungsreserve und Unterstützung bei Netzstörungen) und ökonomische Effekte untersucht." Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme R. Hollinger, Dr. B. Wille-Haussmann, Dr. T. Erge, J. Sönnichsen, T. Stillahn, N. Kreifels 13
2012 Photovoltaik-Symposium Modellierung der stündlichen Photovoltaik- und Windstromeinspeisung in Europa Vorschau Dieser Beitrag befasst sich mit der Modellierung der Stromerzeugung aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen. Um die Auswirkungen hoher Anteile fluktuierender Einspeisung auf den europäischen Strommarkt zu untersuchen, ist eine zeitlich hoch aufgelöste und räumlich umfassende Betrachtung nötig. Mit den entwickelten Modellen lassen sich auf Grundlage historischer Wetterdaten für alle Länder der EU27 sowie für Norwegen und die Schweiz stündliche Zeitreihen zur Stromerzeugung aus Windenergie- und Photovoltaikanlagen generieren. Keywords: Modellierung fluktuierender Erzeugung, Photovoltaik, Windenergie ." Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung / TU Graz G. Schubert 11
2012 Photovoltaik-Studie 100% Erneuerbare Energien für Strom und Wärme in Deutschland Vorschau...In dieser Studie wollen wir etwas Abstand von den tagespolitischen Diskussionen zum Thema Energiewende nehmen und eine kleine Zeitreise unternehmen – sagen wir in das Jahr 2050. Wie könnte dann die Energieversorgung Deutschlands (Strom und Wärme) aussehen? Können wir uns dann zu 100 % mit erneuerbaren Energien versorgen? Welche Techniken werden dafür verwendet? Und wie teuer ist der Betrieb eines solchen Energiesystems? Um diese Fragen solide und fundiert beantworten zu können, haben wir ein physikalisches Modell für das Energiesystem Deutschlands erstellt, und zwar ein Modell, bei dem der Bedarf an Strom und Wärme zu 100 % mit erneuerbaren Energien gedeckt wird. Es handelt sich also um ein Extrem-Szenario, bei dem erstens keine fossilen Energien mehr benötigt werden und bei dem zweitens auch kein Energie-(Strom-) Austausch mit den Nachbarländern stattfindet bzw. stattfinden muss...." Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme H.-M. Henning, A. Palzer 37
2012 Photovoltaik-Studie Studie Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien Vorschau Die vorliegende Studie analysiert die aktuellen Stromgestehungskosten mit technologiespezifischen Systemauslegungen und Anlagenpreisen im zweiten Quartal 2012 für die erneuerbaren Energietechnologien Photovoltaik, solarthermische Kraftwerke und Windenergieanlagen und vergleicht die unterschiedlichen Kostenentwicklungen dieser Technologien. Stromgestehungskosten stellen eine Vergleichsgröße auf Basis gewichteter Durchschnittskosten für Stromerzeugungstechnologien dar. Sie ermöglichen einen Vergleich zwischen verschiedenen Technologien und sind nicht mit der Höhe von Einspeisevergütungen gleichzusetzen. Die tatsächliche Wertigkeit des Stroms ist bestimmt durch die tageszeitlichen Schwankungen von Angebot und Nachfrage und kann nicht über Stromgestehungskosten abgebildet werden. Die vorliegende, aktualisierte Version (2012) der Studie "Stromgestehungskosten Erneuerbare Energien" vom Dezember 2010 greift dabei aktuelle Trends in der Kostenentwicklung der letzten beiden Jahre auf (Kost und Schlegl, 2010). Die marktüblichen Finanzierungskosten und Risikoaufschläge werden in dieser Version weiter detailliert und technologiespezifisch sowie länderabhängig angesetzt. Dies ermöglicht einen realistischen Vergleich von Kraftwerksstandorten, Technologierisiken und Kostenentwicklungen. Die Höhe der Finanzierungskosten hat einen erheblichen Einfluss auf die Stromgestehungskosten und die Wettbewerbsfähigkeit einer Technologie. Dies ist beim Vergleich zwischen der Studie von 2010 und der aktuellen Version zu beachten. Die Stromgestehungskosten wurden erneut anhand aktueller spezifischer Investitionen berechnet. Diese Studie modelliert die zukünftige Kostenentwicklung auf Basis des Marktwachstums und historisch beobachteter Lernkurven. So können Aussagen über die Wettbewerbsfähigkeit der einzelnen Technologien getroffen werden." Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme Dipl.- Ing. C. Kost, Dr. T. Schlegl, J. Thomsen, S. Nold, J. Mayer 28
2011 Photovoltaik-Dissertation Strommarktdesign angesichts des Ausbaus fluktuierender Stromerzeugung VorschauDer Strommarkt in Deutschland befindet sich einer gewaltigen Umbruchphase. Die bisher sehr erfolgreiche Förderung Erneuerbarer Energien hat einen Punkt erreicht, an dem sich zunehmend sowohl technische als auch wirtschaftliche Konflikte mit dem bestehenden Marktsystem abzeichnen. In der vorliegenden Arbeit werden diese analysiert und mehrere Konfliktpunkte durch Modellrechnungen quantifiziert. Die Marktteilnehmer stehen vor gewaltigen Herausforderungen, wenn bald über 20 Prozent des Absatzmarktes aus dem freien Wettbewerb entfallen und zusätzlich die verbleibende Residuallast, also die Nachfrage abzüglich der Erzeugung aus Erneuerbaren Energien, deutlich volatiler wird. Die Ergebnisse der Modellrechnungen dieser Arbeit zeigen in Verbindung mit dem bestehenden Marktsystem in Europa eine Reihe von zukünftigen Problemen des aktuellen Marktes. Da der Zubau von EEG-Anlagen nicht marktbasiert aufgrund internalisierter CO2- Kosten, sondern auf Basis exogener Fördermechanismen erfolgt, kommt es zu Spannungen mit wettbewerblich agierenden Marktteilnehmern. Aus Sicht des Marktdesigns müssen Erneuerbare Energien im Kurzfristhandel zwingend in den Markt integriert werden. Die Möglichkeit der kurzfristigen Drosselung von EEG-Anlagen ist von hoher Bedeutung um volkswirtschaftlich nachteilige Umverteilungen und erhebliche negative Preise zu vermeiden. Auch im Bereich regionaler Engpässe legen die Ergebnisse nahe, dass durch eine gezielte Steuerung der EEGEinspeisung in vielen Fällen ein kostenintensiveres Redispatch vermieden werden kann. Vor diesem Hintergrund als auch aufgrund der erheblichen Inkompatibilität mit dem derzeit implementierten Marktdesign erscheint die Einführung regionaler Preise, wie sie in anderen Märkten existieren, nicht sinnvoll. Die zentrale Struktur eines Independent System Operators bietet trotz effizienter Bewirtschaftung von Netzengpässen keine realistische Alternative zum Ausbau des europäischen Binnenmarktes durch Verbesserung der Netzinfrastruktur und Ausweitung der Kooperation von Strombörsen im Market-Coupling. Die Modellrechnungen dieser Arbeit zeigen, dass auch ohne Kernenergieausstieg der fossile Kraftwerkspark die residuale Nachfrage bis etwa zum Jahr 2030 ohne größere Abschaltungen Erneuerbarer Energien technisch decken kann. Wirtschaftlich ergeben sich jedoch für fossile Kraftwerke aus dem Zubau Erneuerbarer Energien erhebliche Risiken. Ohne zusätzliche Erlöse sind derzeit im deutschen Marktdesign keine neuen Kraftwerke finanzierbar. Hier müssen rechtzeitig finanzielle Anreize und klare politische Rahmenbedingungen gesetzt werden um mittelfristig den Zubau flexibler Kraftwerke zu ermöglichen. Die Kombination aus Erneuerbaren Energien, darunter vor allem Windkraftanlagen, und dynamischen Gaskraftwerken ist in den Modellrechnungen die wirtschaftlichste Option. Eine langfristige direkte Speicherung von EEG-Strom ist in keinem der betrachteten Szenarien wirtschaftlich darstellbar. Insbesondere Kurzfristspeicher, wie sie durch Ausbau der Elektromobilität zur Verfügung stehen können, sind zur nötigen saisonalen Speicherung nicht geeignet. TU Berlin Dipl.-Ing. N. Ehlers 198
2011 Energiewirtschaftstagung Analyse der Leistungsmessdaten von dargebotsabhängigen Energiewandlern und ihre Auswirkungen auf das elektrische Netz VorschauIm Rahmen des Forschungsprojekts ADRES-Concept (Autonomes dezentrales regeneratives Energiesystem) wird ein energetisch autarker, leistungsautonomer Modellansatz basierend auf rein regenerativer Energiebereitstellung für den Betrieb eines kleinen Haushaltsverbraucherkollektivs untersucht. Ziel ist es die Einflüsse und Auswirkungen der dargebotsabhängigen Energieträger auf das Energiesystem aufzuzeigen" TU Wien D. Tiefgraber, G. Brauner 15
2011 Photovoltaik-Forschungsarbeit Gebäude maximaler Energieeffizienz mit integrierter erneuerbarer Energieerschließung VorschauDer Primärenergieverbrauch in Österreich beruht zu einem großen Teil auf der Bereitstellung von Energiedienstleistungen in Gebäuden (Haushalte und Betriebe), größtenteils auf Basis fossiler Energieträger. Damit verbunden sind eine hohe Importabhängigkeit, eine kritische Versorgungssicherheit und immense Treibhausgasemissionen während des gesamten Lebenszyklus von Gebäuden. Unter diesem Hintergrund sind aus ökologischer und makroökonomischer Sicht eine nachhaltige Bereitstellung von erneuerbaren Energieträgern und energieeffiziente Systemlösungen anzustreben.
Die Konzeption energieeffizienter Bauteile der Gebäudehülle mit integrierter, erneuerbarer "Energieproduktion" ist damit ein wichtiger Schritt und der zentrale Ansatzpunkt zur Gestaltung eines nachhaltigen Energiesystems durch Nutzung dezentral verfügbarer, erneuerbarer Energiequellen mit einer Verringerung der Treibhausgasemissionen und Verbesserung der Versorgungssicherheit sowie einer deutlichen Erhöhung der Energieeffizienz. Die langfristige Vision ist eine bebaute Umwelt, die "vom Energieverbraucher zum Lieferanten" von Energie wird und somit dem innovativen Konzept eines "Plus-Energie-Hauses" entspricht.
Die vorliegende Arbeit basiert auf diesem Ansatz und analysiert technische, ökonomische und ökologische Aspekte zur Implementierung eines Plusenergie-Gebäudestandards und nötiger politischer Maßnahmen zur Steuerung dieses Prozesses. Dies erfordert eine ganzheitliche Analyse des "Systems Haus", die detaillierte Aspekte der Auslegung, Planung und Gestaltung von Gebäuden und Gebäudekomponenten umfasst. Dazu zählen unter anderem die Strom- und Wärmebereitstellung auf Basis erneuerbarer Energieträger, die thermische Energiespeicherung, konstruktive Maßnahmen zur Minimierung von Wärmebrücken und Sicherstellung langer Lebensdauer, architektonische und städtebauliche Optimierungsstrategien im Gebäudebestand und im Neubau, Analyse der kumulierten CO2-Emissionen über die gesamte Lebensdauer, die Ermittlung von Grundlagen zur Substitution elektrischer Energie durch thermische Energie, eine sozioökonomische Beschreibung der Technologiediffusion sowie eine abschließende Gesamtoptimierung unter Berücksichtigung aller Resultate hinsichtlich der relevanten Zielfunktionen wie Minimierung der Kosten und Treibhausgasemissionen und Maximierung der Energieerträge der Gebäudehülle in unterschiedlichen Szenarien. Die zentralen Fragestellungen der Arbeit sind mit den Zielsetzungen zur Erreichung eines Plus-EnergieHaus-Standards verknüpft, die wie folgt formuliert werden können: Das zentrale Ziel des Projekts "Gebäudeintegration" ist es, die gesamte Gebäudehülle in dem Sinne optimal zu gestalten, dass – nach unterschiedlichen Kriterien für Neubau und Sanierung - Wärmeverluste minimiert und Gewinne aus der Nutzung erneuerbarer Energie maximiert werden."
TU Wien

Dipl.-Ing. R. Bointner

14
2011 Untersuchung mit Fallstudien Optimierte Netz- und Marktintegration von Windenergie und Photovoltaik durch Einsatz von Energiespeichern VorschauDer steigende Anteil von Erneuerbaren Energieträgern führt zu zunehmenden Herausforderungen bei deren Integration in das elektrische Netz. Zentrales Anliegen dieser Untersuchung ist es, am Beispiel eines Windparks (Fallstudie 1) bzw. einer PV-Anlage im Privathaushalt (Fallstudie 2) mögliche Energiespeicher-Dienstleistungen, die zur verbesserten Netz- und Marktintegration der erneuerbaren Energieträger führen, darzustellen uznd zu bewerten. ..." TU Wien A. Kanngiesser, D. Wolf, S. Schinz, H. Frey 20
2011 Photovoltaik-Fachbeitrag Nachhaltige Elektrizität: Wunschdenken oder bald Realität? VorschauPräsentation mit vielen Grafiken und Diagrammen Paul Scherrer Institut (Schweiz) S. Hirschberg 44
2011 Energiewirtschaftstagung Energieversorgung 2011: Märkte um des Marktes Willen? Vorschau Österreichische Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die in der Branche erneuerbarer Energiesysteme tätig sind, weisen in einigen Bereichen international anerkanntes Know-how auf. Aus Technologieführerschaft resultieren neben einer starken Abdeckung des Inlandsmarktes auch Exportmöglichkeiten. In den nächsten Jahrzehnten ist aber mit einer strukturellen Veränderung im Sinne einer Verschiebung zwischen verschiedenen Technologielinien und dem Verdrängen konventioneller erneuerbarer durch innovative erneuerbare Systeme zu rechnen. Daher werden folgende zentrale Fragestellungen behandelt:
- In welchen Bereichen erneuerbarer Energiesysteme liegen derzeit die Stärken österreichischen, technologischen Know-Hows?

- Welche Bedeutung wird verschiedenen erneuerbaren Energiesystemen in mittelfristigen und langfristigen Szenarien zukommen?
- Welche Wachstums- und Exportpotenziale ergeben sich für erneuerbare Energie mittelfristig (2020) und langfristig (2030)?
Die Ergebnisse dieses Papers basieren auf dem Projekt "Export- und Wachstumspotentiale erneuerbarer Energiesysteme", das im Rahmen der Programmlinie "Energiesysteme der Zukunft" – einer Initiative des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) – durchgeführt wird."
TU Wien R. Bointner, P. Biermayr, L. Kranzl, C. Friedl, R. Tichler, F. Mauthner, W. Weiss, A. Köppl 15
2011 Energiewirtschaftstagung Europäische Industrie-Initiativen sollen Innovationen bei Energietechnologien vorantreiben VorschauDer europäische Strategieplan für Energietechnologien "SET-Plan" ist der Technologiepfeiler der europäischen Energie- und Klimapolitik. Wesentliche Instrumente des SET-Plans sind die europäischen Industrie-Initiativen und das europäische Energieforschungsbündnis, im Rahmen dessen gemeinsame Forschungsprogramme durchgeführt werden. Dieser Beitrag informiert über den aktuellen Status der Industrie-Initiativen, über bereits laufende und geplante Finanzierungsinstrumente und gibt einen Überblick über die Inhalte der Gemeinschafts-Forschungsprogramme für Windenergie, Photovoltaik und Smart Grids. Abschließend werden entsprechende Aktivitäten in Österreich zusammengefasst und gezeigt, welche Schritte in Österreich unternommen werden, um sich in diesen europäischen Prozess einzugliedern." TU Wien B. Bergauer-Culver 11
2011 Energiewirtschaftstagung Jährliche Erzeugungsschwankungen regenerativer Einspeiser VorschauMit steigendem Anteil regenerativer Erzeuger, wird deren schwankende Einspeisung weiter an Bedeutung gewinnen. Die hier untersuchte Situation beschreibt die regenerative Vollversorgung Österreichs mit den Erzeugungsformen Wasserkraft, Windkraft und Photovoltaik. Dabei wird der Fokus auf die jährlichen Schwankungen der Einspeisung gelegt. Es gilt die Frage zu beantworten mit welcher regenerativen Jahreserzeugung gerechnet werden kann. Weiters wird der Nutzen der regionalen und überregionalen Vernetzung der Erzeugungsanlagen bewertet. Neben den geographischen Ausgleichseffekten wird auch der Effekt des Erzeugungsmix untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht global von einem "guten" bzw. "schlechten" Jahr gesprochen werden kann, da häufig im gleichen Jahr eine Region über und eine andere Region unter ihrem langjährigen Mittel liegt. Der Vergleich zwischen Laufwasserkraft, Windkraft und Photovoltaik zeigt, dass die solare Stromerzeugung über das Jahr betrachtet die "verlässlichste" Erzeugungsform darstellt. Die geringste Schwankung der Jahreserzeugung wird erzielt, wenn sowohl die Ausgleichseffekte der überregionalen Vernetzung als auch jener der Mischung der Erzeugungsformen ausgenutzt wird. Keywords: Regenerative Erzeugung, Ausgleichseffekte, Volatilität, Jahreserzeugung" TU Wien C. Groiß, M.Boxleitner 10
2011 Endbericht Effekte von Eigenverbrauch und Netzparität bei der Photovoltaik Vorschau ... Im Folgenden werden die wesentlichen Ergebnisse der Studie in Kurzform zusammengefasst und, sofern möglich, Handlungsempfehlungen und Ausblicke abgeleitet:
1. Stark variabler Eigenverbrauch auf niedrigem Niveau: ...
2. Speicher und "smarte" Regelungstechnik noch zu teuer: ...
3. Eigenverbrauchsförderung von zweifelhaftem Nutzen: ...
4. PV-Förderung weiterentwickeln: ...
5. "Netzparität" nicht eindeutig definiert: ...
6. Netzparität zu Haushaltsstrompreisen voraussichtlich 2013–2014: ...
8. PV-Anlagen lange nutzen: ...
9. Chancen und Risiken für unterschiedliche Marktakteure: ...
10. Netzparität als Etappenziel einer "dezentralen Energierevolution": ..."
Institut für ökologische Wirtschaftsforschung Berlin / Greenpeace Mark Bost, Dr. Bernd Hirschl, Dr. Astrid Aretz 96
2010 Photovoltaik-Diplomarbeit Möglichkeiten der ökologisch und ökonomisch sinnvollen Abgrenzung und Ausgestaltung einer "Regenerativ-Sonderzone" zur ausschließlichen Erzeugung erneuerbarer Energie in strukturschwachen Gebieten Ostdeutschlands VorschauDen aktuell vorhandenen dezentral-regionalen Strukturen der regenerativen Energieerzeugung wird im vorgelegten Sonderzonen-Ansatz ein sowohl regionales, als auch zentralisiertes Konzept entgegengesetzt. Die ökologischen Vorteile einer regional angepassten Energieerzeugung sollen so mit den ökonomischen Vorteilen einer zentralisierten Erzeugungsstruktur konsequent kombiniert werden. Regenerative Energieträger sind beim derzeitigen technologischen Stand ein knappes Gut und müssen daher möglichst effizient genutzt werden. Dies muß auf allen Stufen der Wertschöpfungskette bis zur Integration in das Stromnetz geschehen. Wie hier vorgeschlagen, kann dies etwa durch eine hohe Verdichtung sowie das geplante Infrastrukturkonzept für einen möglichst energiesparenden Transport von Biomasse erreicht werden. Bei der Bioenergie spielt über die Vorteile einer effizienten Transportinfrastruktur hinaus auch die höhere elektrische Effizienz durch den Einsatz eines zentralen GuD-Kraftwerks eine Rolle. Hierdurch kann eine Stromerzeugungsleistung von knapp 60% erreicht werden. Der Einsatz lohnt sich jedoch nur bei entsprechend großen Erzeugungsstrukturen. ..." Universität Hamburg C. Stark 123
2010 Photovoltaik-Symposium Photovoltaik-Erzeugung für eine regenerative Vollversorgung Österreichs VorschauKurzfassung: Diesem Paper liegt die Frage des Forschungsprojekts Super-4-Micro-Grid zugrunde, ob eine regenerative elektrische Vollversorgung Österreichs möglich ist. Mit Hilfe einer Geo-Informations-Software wurde die Fläche Österreichs bezüglich der Eignung für Photovoltaikanlagen untersucht. Gleichzeitig wurde Österreich in 10 Regionen unterteilt, welche hinsichtlich der Globalstrahlungscharakteristik homogen sind. Ein Matlab Modell wurde erstellt, um die historisch aufgezeichneten Globalstrahlwerte von 120 ZAMG-Messstationen in Einspeiseprofile theoretischer PV-Anlagen an diesen Standorten umzurechnen. Aus diesen Wertereihen wurden sowohl Regionsprofile einer einzelnen Anlage als auch gewichtete Regionsmittelwerte gebildet. Diese dienen als Ausgangspunkt zur Analyse von Ausgleichseffekten durch intra- und interregionale Vernetzung der Erzeugungsanlagen. Keywords: Photovoltaik, Flächenpotenzial, Einspeiseverlauf, Vernetzung" TU Wien / Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik C. Groiss, G. Brauner, M. Boxleitner, J. Hiebl, C. Springer 10
2010 Photovoltaik-Fachbeitrag Erneuerbare Energien – ein Wachstumsmarkt schafft Beschäftigung in Deutschland VorschauEine aktuelle Untersuchung der Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland unterstreicht ihre Bedeutung als wichtiger Wirtschaftsfaktor. Im Jahr 2009 wurden gut 20 Milliarden Euro in erneuerbare Energien investiert. Die Umsätze der in Deutschland ansässigen Hersteller belaufen sich einschließlich der Exporte von Anlagen und Komponenten auf gut 21 Milliarden Euro. Sie sind in drei Jahren um fast 40 Prozent gestiegen. Dies zeigt die weit überdurchschnittliche Wachstumsdynamik dieses Wirtschaftsbereichs. Im Jahr 2009 sind 340.000 Personen im Bereich erneuerbarer Energien beschäftigt. Die Beschäftigung ist auch in den Krisenjahren 2008 und 2009 ständig gewachsen und hat sich in den letzten fünf Jahren mehr als verdoppelt." Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung D. Edler, M. O'Sullivan 8
2010 Photovoltaik-Untersuchung Bestimmung regionaler Solarstrompotenziale für freistehende Photovoltaik-Kraftwerke an Beispielen aus Baden-Württemberg und Niedersachsen VorschauEin Schwerpunkt dieser Untersuchung war die Anwendbarkeit der benutzten Daten für eine Potenzialbestimmung von Freiland-Photovoltaik-Flächen. Vergleiche mit Topographischen Karten (1:25.000) haben ergeben, dass die Eingangsdaten in ausreichender räumlicher Auflösung und Qualität vorliegen, um regionale Flächenpotenziale zu bestimmen. Zudem wurden die Größen zusammenhängender potenzieller Photovoltaik-Standorte ermittelt. Für die reale Aufstellung von großen Freiland-Photovoltaik-Anlagen gibt diese Untersuchung nur Hinweise, da keine konkurrierende Nutzung betrachtet wird. Für eine Potenzialbestimmung auf Landkreisebene sind die Daten verwendbar. Ausschließlich das solare Einstrahlungsangebot entscheidet über die Wirtschaftlichkeit eines Standorts." Universität Oldenburg M. Zolitschka, A. Drews, P. Schaal, D. Heinemann 6
2010 Photovoltaik-Symposium Abschätzung des Photovoltaik-Potentials auf Dachflächen in Deutschland VorschauIn der vorliegenden Arbeit wurden die zur Stromerzeugung durch Photovoltaikanlagen wirtschaftlich nutzbaren Dachflächen in der BRD abgeschätzt. Für verschiedene Regionen und Siedlungskategorien wurden dazu typische Gebäudegrößen untersucht und die zur Verfügung stehenden Dachflächen abgeleitet. In ländlichen Gebieten ist durch die dort vorhandenen Landwirtschaften großes Photovoltaik-Potential vorhanden. In Dörfern nehmen zwar die vorhandenen Gebäude zu, allerdings verringern sich sowohl die Zahl der Landwirtschaften als auch typische Gebäudegrößen. Im städtischen Bereich sind keine Landwirtschaften mehr vorhanden. Das nur auf Wohnhäusern bereitstehende PV-Potential ist deshalb trotz der größeren Anzahl an Häusern nicht wesentlich größer als in einem typischen Dorf-Verteilnetz. Die in dieser Arbeit quantifizierten Ergebnisse können u.a. verwendet werden, um verlässliche Aussagen über die Aufnahmefähigkeit von Niederspannungs-Verteilnetzen oder die Entwicklung von Stromversorgungsnetzen zu treffen..." TU München / Symposium Energieinnovation Graz M. Lödl, G. Kerber, Prof. Dr. R. Witzmann, Dr. C. Hoffmann, Dr. M. Metzger 14
2009 Photovoltaik-Referat Überprüfung der Durchführbarkeit eines Vorhabens zur Energieversorgung Europas durch den Import von Solarenergie aus der Sahara VorschauEine der größten Hürden für eine großmaßstäbige solare Energieversorgung Europas aus Gebieten Nordafrikas sind die Stromleitungen. Es gilt hierbei eine Entfernung von mindestens 4000 km durch HGÜ-Leitungen zu überwinden, was mit hohen Investitionen verbunden ist. Laut TREC1 ist es jedoch kostengünstiger das HGÜ-Netz zu bauen und Strom zu importieren, als eine geringere Energieausbeute bei der Stromproduktion mittels Solaranlagen in Südeuropa in Kauf zu nehmen. Da die nordafrikanischen Stromanbieter nicht über die benötigten Investitionskosten von etwa 5 Mrd. Euro für eine erste 5 GW Leitung verfügen dürften und die europäischen Stromanbieter nicht an massiven Investitionen im Bereich der regenerativen Energien interessiert sind (zumal der Bau von Kohlekraftwerken eine höhere Rendite bringt), müsste eine solche Investition von der Europäischen Union oder beteiligten europäischen Staaten getätigt werden. Des Weiteren dürfte eine Hürde der Umstand sein, dass die nordafrikanischen Staaten relativ arm sind und teilweise über eigene fossile Ressourcen verfügen. Der dritte Stolperstein neben der relativen politischen Unsicherheit ist der anzunehmende Mangel an qualifizierte Fachkräften für die Solarthermie in den betrachteten Ländern. Sollte lokal ein solcher Mangel bestehen, bedeutete dies wiederum höhere Kosten für Investoren in die Solarkraftwerke. Auch ist die schwierige politische und wirtschaftliche Lage in den an die Sahara grenzenden Ländern nicht zu unterschätzen. Zwar sind die politischen Systeme der betrachteten Länder recht stabil, dennoch bieten sie nur begrenzt ideale Voraussetzungen für eine stabile Zusammenarbeit. Die Wahrscheinlichkeit von terroristischen Angriffen auf die Solarkraftwerke oder Hochspannungsleitungen könnte immerhin reduziert werden, wenn die einheimische Bevölkerung von einem solchen Projekt wirtschaftlich profitieren würde (Knies, 2008). Um das Projekt realisieren zu können, müsste von europäischer Seite in Bezug auf vorhandene Marktstrukturen und ggf. auch in Hinblick auf Energiegesetze kooperiert werden. Unter Betrachtung dieses Aspektes eignen sich einige der nordafrikanischen Länder mehr und andere weniger. … Das Ergebnis unseres Ländervergleichs ist in Punkten ausgedrückt 32 Punkte für Ägypten, je 33 Punkte für Algerien und Marokko, 39 Punkte für Tunesien und 43 Punkte für Libyen. Damit wäre Libyen theoretisch nach diesen Kriterien am besten geeignet für die Aufstellung großflächigen Solarkraftwerke für die Energieversorung Europas. Universität Hamburg Dr. Sommermeier, M. Fejry, N. Hanne, C. Kobus, C. Stark 14
2009 Photovoltaik-Fachbeitrag Konzentrierende Photovoltaik (CPV) für Länder mit hoher direkter Einstrahlung VorschauZiel aller Forschungsarbeiten im Bereich der Photovoltaik (PV) ist letztlich, die Kosten für PV-erzeugte Energie zu senken und so eine nachhaltige Energieversorgung bereit zu stellen. Der heutige Markt wird durch Si-Module dominiert. Technologien auf Dünnschichtbasis (a-Si, CIGS, CdTe) haben in den letzten beiden Jahren die industrielle Massenfertigung erreicht. Die Konzentrator-Photovoltaik ist ein alternativer technologischer Ansatz, um die Kosten je PV-generierte kWh zu reduzieren. Die zu Grunde liegende Idee ist einfach zu verstehen: Diese Technologie reduziert den Bedarf an vergleichsweise teurer Solarzellenfläche dadurch, dass das Sonnenlicht mittels eines preiswerten optischen Konzentrators gebündelt wird. Im Fokus des Lichtbündels sitzt dann eine kleine Zelle, welche die hohe Strahlungsdichte effizient wandelt. Um das Sonnenlicht ausreichend hoch konzentrieren zu können, muss das System dem Lauf der Sonne nachgeführt werden. Daher eignen sich Konzentratorsysteme vor allem für Länder mit einer hohen direkten Einstrahlung. Konzentratorsysteme werden bevorzugt als PV-Kraftwerke im kW-MW Leistungsbereich betrieben. Das Interesse an dieser Technologie ist in den letzten Jahren stark gewachsen, weil die Kosten reduziert werden konnten und hohe Systemwirkungsgrade von über 25% im Feld erreicht wurden..." Fraunhofer ISE, ZSW, Concentrix Solar GmbH Dr. A. W. Bett, Dr. B. Berger, J. Jaus, T. Fellmeth, Dr. O. Stalter, Dr. M. Vetter, H.-D. Mohring, Dr. A. Gombert, H. Lerchenmüller 5
2009 Photovoltaik-Fachbeitrag Solarstrom aus der Wüste: Sinnvoll und machbar? VorschauDie Idee, Deutschland und Europa mit Solarstrom aus der Wüste zu versorgen, bleibt kontrovers, gewinnt aber an Aufmerksamkeit in Politik und Wirtschaft. Das liegt daran, dass inzwischen mit dem Solarplan der EU und der südlichen Mittelmeerländer sowie mit der privatwirtschaftlichen Desertec-Initiative zwei Großprojekte lanciert worden sind. Trotz aller finanziellen, politischen und wirtschaftlichen Unsicherheiten sind diese Projekte weitgehend alternativlos. Gefragt sind nun klare politische Weichenstellungen auf deutscher und europäischer Ebene, um Anreize für die erfolgreiche Umsetzung zu schaffen - ohne sie werden die Projekte Vision bleiben. ..." Stiftung Wissenschaft und Politik (Forschungseinrichtung) I. Werenfels, K. Westphal 4
2009 Photovoltaik-Fachbeitrag Sicherheitsanforderungen an Photovoltaik-Module VorschauUm elektrische Betriebsmittel auf dem europäischen Binnenmarkt in Verkehr bringen bzw. betreiben zu können, sind die Anforderungen aller für diese Produkte relevanten EU-Richtlinien zu berücksichtigen. Der Hersteller oder Inverkehrbringer dokumentiert diese Einhaltung durch das Anbringen der CE-Kennzeichnung. Im vorliegenden Beitrag wird beschrieben, welche Sicherheitsanforderungen an Photovoltaik-Module zu stellen und wie diese bei Labormessungen auf der Basis der geltenden Normung zu bewerten sind. ..." CE-LAB GmbH (Prüfzentrum Ilmenau) J. Schönau, M. Naß 6
2008 Photovoltaik-Fachbeitrag Die Sonne ernten – Wie Solarstrom die Umwelt schützt und der Wirtschaft nützt Vorschau1. Der Markt der erneuerbaren Energien
2. Photovoltaik – Sonnenenergie zur Stromerzeugung
3. Dachflächen – ein riesiger Markt für die Photovoltaik
4. Komponenten und Kosten eines Solarkraftwerkes
5. Freiflächen – das günstigste Segment der Photovoltaik
6. Neue Dimension der solaren Stromerzeugung – ein Beispiel aus der Praxis
FH Mainz C. Hinsch 5
2008 Photovoltaik-Studie HiConPV – Hochkonzentrierende PV auf dem Solarturm VorschauIm Rahmen eines EU -Projektes wurde ein neues hochkonzentrierendes PV-System bis zum Prototyp-Stadium entwickelt, Komponenten erfolgreich getestet und System- und Marktanalysen durchgeführt. Das System kombiniert Parabolspiegel bzw. Heliostate mit großflächigen, modularen III-V Solarzellen, die für 1000-fache Konzentration ausgelegt sind. Mittelfristig werden für die HiConPV-Technologie bei Anlagengrößen um 1 MW Installationskosten von etwa 1 €/Wnom prognostiziert und damit Stromgestehungskosten unter 0,10 €/kWh erwartet." Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. N. Geuder 4
2008 Photovoltaik-Studie Solarindustrie als neues Feld industrieller Qualitätsproduktion - das Beispiel Photovoltaik Vorschau...Heutige und kommende Solartechnologien sind Schlüsseltechnologien der zukünftigen Energiebereitstellung. Ostdeutschland ist das bislang wachstumsstärkste Cluster von Produzenten, Zulieferern, Dienstleistern und FuE-Einrichtungen der Solarindustrie in Europa. Unterschiedliche technische Entwicklungspfade und Fertigungstiefen prägen heute die Unternehmenslandschaft in der ostdeutschen Solarindustrie. Das Wachstum der Unternehmen ist ebenso wie die Gestaltung der Arbeitswelt von einer hochgradig dynamischen Entwicklung bestimmt. Professionalisierung und Qualität von Arbeit so wie Entlohnung sind dabei wichtige Elemente der Entwicklungsbedingungen. In dem vom IMU-Institut Berlin durchgeführten Projekt wurde untersucht, unter welchen Voraussetzungen die industrielle Qualitätsproduktion der Photovoltaikindustrie (PV) in Ostdeutschland verstärkt werden kann. Vor dem Hintergrund technologischer und globaler Entwicklungstrends ergeben sich vielfältige Gestaltungsanforderungen für die Nachhaltigkeit der ostdeutschen Standorte, für die Regionen und ihre Fachkräfte so wie für Arbeitsorganisation und -bedingungen. Ziel des Projekts ist es, Informationen über die bisherigen und aktuellen Entwicklungen in der ostdeutschen Photovoltaikindustrie bereit zu stellen, um die Nachhaltigkeit des neuen Industriezweigs in Ost- deutschland zu unterstützen und die Herausbildung industrieller Qualitätsproduktion dieser Zukunftsindustrie hin zu einem Cluster zu verstärken. Für die Sozialpartner ergeben sich vielfältige Gestaltungsanforderungen und neue Herausforderungen rund um den Schutz der Arbeits- und Leistungsbedingungen und des Beschäftigungsaufbaus. Ebenso geht es um die Perspektiven der Sicherung bzw. des Aufbaus von dauerhafter Anpassungsfähigkeit des Industriezweigs an technologische und globale Entwicklungstrends und die Sicherung von Innova tions- und Anschlussfähigkeit in diesem Kontext. Dringend bedarf es daher des industriepolitischen Dialogs über die Fragen der Zukunftsfähigkeit der Photovoltaikindustrie. Die Recherchen wurden vertieft durch eine Reihe von Expertengesprächen mit Unternehmensvertretern, Vertretern aus Forschung und Lehre, Wirtschaftsförderung, Beschäftigten des Industriezweigs und Vertretern der Gewerkschaften, bei denen wir uns an dieser Stelle bedanken möchten. ..." Otto Brenner Stiftung U. Richter, G. Holst, W. Krippendorf 48
2007 Photovoltaik-Jahrestagung Produktionstechnologien für die Solarenergie VorschauForschung und Industrie in Wechselwirkung – Entwicklung der Produktionstechnologien / Solarthermische Kraftwerke – Technologieentwicklung zur Komponentenherstellung und Logistik der Montage / Produktionstechnologie für solarthermische Kollektoranlagen " Forschungsverbund-Sonnenenergie / Bundesverband Solarwirtschaft / Universität Hannover diverse 172
2007 Photovoltaik-Fachbeitrag Photovoltaik - Technologie und Anwendung VorschauPräsentation mit vielen Diagrammen und Grafiken" Universtität München / AVANCIS GmbH F. H. Karg 55
2007 Photovoltaik-Machbarkeitsstudie Überprüfung der Qualität von Photovoltaik-Modulen mittels Infrarot-Aufnahmen VorschauDamit die photovoltaische Stromerzeugung zu einer nachhaltigen und verlässlichen Stromversorgung herangezogen werden kann, die zum Ersatz der konventionellen Energieträger in zunehmenden Maße beiträgt, gilt es, die Lebensdauer der PV-Module bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten zu verlängern. Der Preis pro erzeugter Energiemenge wird durch die durchschnittliche Sonneneinstrahlung am Installationsort, die Lebensdauer und den Kaufpreis des PV-Moduls bestimmt. Ein Faktor, der noch hohe Kosten verursacht, ist die unvollständige Qualitätskontrolle während der Modulherstellung, nach der Installation und während des Betriebs der PV-Anlage ... Der zielgerichtete Einsatz von Infrarotkameras in der Photovoltaik ist eine gute Möglichkeit der schnellen, großflächigen, berührungslosen und zerstörungsfreien Fehlerortung im Gesamtsystem [1-9]. Damit bieten sich Wärmebildkameras zur Charakterisierung und Fehleranalyse von PV-Modulen und Komponenten im Labor und im Feld an. Im Rahmen dieses Projektes des Solarenergiefördervereins Bayern sollen typische Moduldefekte detektiert, klassifiziert und dabei geklärt werden, inwieweit die einzelnen Fehler auch elektrisch wirksam sind. Hierzu wurden systematische Messungen an verschiedenen PV-Modultypen im Labor und im Feld durchgeführt und mittels elektrischer Vermessung überprüft, welche Auswirkungen die verschiedenen Fehlerfälle haben. Es wurde dabei versucht, eine Korrelation zwischen den IR-Messungen und den elektrischen Messungen herzustellen. Ferner wurde die Fragestellung untersucht, welche Effekte später zu einer Reduzierung der Modulleistung oder auch zu einem späteren Ausfall des Moduls führen. Mittels IR-Messtechnik lassen sich verschiedene Fehler an PV-Modulen, wie Degradation am Einkapselungsmaterial, Haftungsverlust, Degradation von Zell- und Modulverbindern sowie Einfluss von Feuchtigkeit schnell sichtbar darstellen. Damit stellen die IR-Messungen ein wertvolles Werkzeug bei der Überprüfung der PVModule während der Installationsphase als auch bei regelmäßigen Inspektionen und bei Fehlerverdacht dar." Bayrisches Zentrum für angewandte Energieforschung e.V. Dr. C. Buerhop, Dipl.-Phys. U. Jahn, Dipl.-Phys. U. Hoyer, Dipl.-Ing. B. Lerche, Cand. Phys. S. Wittmann 46
2006 Photovoltaik-Jahrestagung Forschung und Innovation für eine nachhaltige Energieversorgung VorschauForschung und Innovation für Wärme Brennstoffe und Speicherung, Versorgungsstrukturen im Wandel, Erneuerbare Energien in Markt, Poltik und Gesellschaft Forschungsverbund Sonnenenergie diverse 159
2006 Photovoltaik-Fachbeitrag Organisch/anorganische Komposite für die Photovoltaik VorschauOrganische Farbstoffmoleküle wurden unter Erhalt ihrer Molekülstruktur und damit ihrer optischen Eigenschaften in polykristalline Schichten aus anorganischen Halbleitern eingelagert. Die erforderliche Anpassung der Lage der elektronischen Zustände von organischen Pigmente an die Zustände des anorganischen Halbleiters konnte durch einfache Variation der Ligandenatome erreicht werden. Modellexperimente geben erste Hinweise auf den Energietransfer zwischen Pigmentschicht und Halbleitersubstrat. Als nächsten Schritt sind die Depositionsbedingungen zu optimieren, um geschlossene Kompositschichten zu wachsen, die für Bauteile unerlässlich sind. Viele weitere Optimierungsschritte sind erforderlich, um die angestrebte Effizienzsteigerung der organisch/anorganischen Komposite gegenüber reinen Halbleitermaterialien zu erreichen." TU Darmstadt T. Mayer, E. Mankel, U. Weiler, M. Monnoyer, W. Jaegermann 6
2006 Photovoltaik-Forschungsarbeit Ländervergleich zur Effizienz von Förderstrategien zur Markteinführung der Photovoltaik VorschauMotivation: Die zentrale Fragestellung dieser Arbeit lautet: Was haben Förderstrategien für Photovoltaikanlagen in den marktführenden Ländern in Bezug auf Kostenreduktion und Ausbau bewirkt?Inhalt: Im Jahr 2004 ist die jährlich installierte Photovoltaikleistung mit 62% Wachstumsrate im Vergleich zum Vorjahr auf 927 MW angestiegen. 69% hiervon wurden hierbei allein in Deutschland und Japan installiert. Ein weiteres Faktum ist, dass in beiden Ländern hohe Förderanreize gesetzt wurden. Besonders Deutschland hat im Jahr 2004 mit einem Zuwachs von über 100% im Vergleich zu 2003 eine rasante Entwicklung erlebt. Der Hauptgrund für dieses Wachstum ist die Erhöhung der Solarstromvergütung im Rahmen des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes (EEG). Dieses starke Wachstum hat auch zu einem Ausbau der Produktionskapazitäten für Solarzellen, Solarmodule und Wechselrichter geführt. Japan weist derzeit mit 1132 MW die höchste weltweit kumuliert installierte Photovoltaik Leistung auf. Für diesen Erfolg ist in erster Linie das japanische Förderungsinstrument "Residential PV System Dissemination Programm" (RPVDP) verantwortlich. Im Gegensatz zu Deutschland und Japan gibt es im drittgrößten Markt, der USA, keine einheitliche Förderpolitik. Die besten Rahmenbedingungen gibt es in Kalifornien, wo auch 2004 mehr als die Hälfte der in den gesamten USA installierten netzgekoppelten PV Anlagen errichtet wurden. In der vorliegenden Arbeit werden diese drei wichtigsten Märkte im Zeitraum 1994 bis 2004 hinsichtlich der historischen Kapazitätsentwicklung, der erzielten Kostenreduktion der Photovoltaikkomponenten des Gesamtssystems und der bereitgestellten Subventionen im Rahmen der dezentral netzgekoppelten Anlagen unter der Berücksichtigung der wichtigsten Fördermodelle untersucht. Einleitend hierzu zeigen nachfolgende Abbildungen einen ersten Ländervergleich im Hinblick auf die Kapazitätsentwicklung. Im Detail widerspiegelt Abbildung 1 einen interessanten Vergleich – der jährliche Ausbau wird in Relation zur Einwohnerzahl gestellt, während Abbildung 2 die Entwicklung der kumulierten Leistung aufweist." TU Wien D. Suna, A. Lopez-Polo, R. Haas 11
2006 Photovoltaik-Symposium Fachtagung "Dezentrale und erneuerbare Energien" VorschauPräsentation mit vielen Grafiken und Diagrammen "Der Beitrag virtueller Kraftwerke zur nachhaltigen Stromversorgung der Zukunft" Friedrich-Ebert-Stiftung Regensburg / Siemens Dr. B. Buchholz 22
2005 Photovoltaik-Symposium Projektion der Kosten und Anteile von Solarstrom zur Stromversorgung im Jahr 2025 VorschauDie Ergebnisse der Untersuchungen dieses Beitrages zeigen, dass der Forschung eine große Bedeutung zukommt. Durch kontinuierliche technologische Weiterentwicklung muss sie neue Technologien in der Photovoltaik zur Marktreife bringen, die einen kontinuierlichen deutlich Rückgang der Kosten garantieren. Nur bei jährlichen Wachstumsraten über 30 % kann die Photovoltaik bis zum Jahr 2025 Anteile im zweistelligen Prozentbereich bei der weltweiten Stromerzeugung erreichen und damit einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz leisten. Für Deutschland ist auch im Jahr 2025 keine Konkurrenzfähigkeit mit fossilen Energieträgern zu erwarten. Die Stromgestehungskosten werden "lediglich" auf das heutige Niveau der Windkraft fallen, die Stromerzeugung aus PV-Anlagen weiterhin auf Subventionen angewiesen sein. Diskussionen über die mangelnde Marktfähigkeit der PV werden mit steigender installierter Leistung in Deutschland mit Sicherheit aufkommen und eine erhöhte Vergütung bis über das Jahr 2025 hinaus gefährden. Durch das hohe Marktwachstum und die zu erwartende völlige Konkurrenzfähigkeit im Sonnengürtel der Erde wird die Herstellung von Photovoltaikanlagen ein wichtiger und umsatzstarker Industriezweig werden. Importierter Solarstrom, der einschließlich Import nur rund die Hälfte der Stromgestehungskosten wie deutscher Solarstrom benötigt, kann auch in Deutschland zur klimaverträglichen Elektrizitätsversorgung beitragen. Wenn dann die entsprechenden PV-Anlagen noch in Deutschland produziert werden, sollte aus hiesiger Sicht an der Entwicklung nichts auszusetzen sein." Bad Staffelstein Prof. Dr. V. Quaschning 6
2004 Photovoltaik-Dissertation RGS- und Tri-Silizium: Alternative Wafermaterialien für die Photovoltaik Vorschau... Derzeit ist der Einsatz von Solarenergie nur in abgelegenen, netzfernen Gebieten oder als Insellösung rentabel. Die Herstellungskosten sind noch zu hoch, um ohne staatliche Subventionen bei der Netzeinspeisung mit anderen Energieträgern wie fossilen Brennstoffen oder Atomkraft konkurrieren zu können. Im Bereich der kristallinen Siliziumsolarzellen wurden daher vor einigen Jahren erste Schritte unternommen, durch die Entwicklung neuartiger Siliziummaterialien eine Reduktion der Prozesskosten zu erreichen. Hierbei werden zwei unterschiedliche Ansätze verfolgt. Bei der Entwicklung von trikristallinem Silizium (Tri-Si) wird an einem Material geforscht, das ohne nennenswerte Qualitätseinbußen im Vergleich zu monokristallinem Silizium zu Einsparungen während der Waferproduktion führen kann. Die Erwartungen basieren hierbei auf einer möglichen Stabilitätszunahme aufgrund von Unterbrechungen der Rissebenen durch die Anordnung der vordefinierten Korngrenzen. Diese Eigenschaft würde es erlauben, dünnere Wafer aus einem Tri-Si-Block zu sägen, ohne dabei ihre maximale Bruchkraft zu vermindern. Stabilere Wafer steigern somit die Ausbeute pro Siliziumblock und reduzieren den Materialverbrauch. Ein anderer Ansatz zur Reduktion der Waferkosten wird durch RGS-Silizium (Ribbon Growth on Substrate) verfolgt. Dieses Material gehört zur Gruppe des Foliensiliziums und befindet sich noch im Versuchsstadium. Im Gegensatz zu mono- und blockgegossenen multikristallinen Siliziummaterialien wird bei diesem Verfahren Silizium direkt zu Wafern gegossen, so dass der zusätzliche Sägeschritt zum Trennen der Wafer aus dem Blockmaterial entfällt. Zusammen mit einem günstigen Herstellungsprozess lassen sich dadurch Materialeinsparungen von etwa 50% realisieren. Auch gegenüber anderen Folienmaterialien hat RGS-Silizium einen entscheidenden Vorteil. Durch den Aufbau des Herstellungsverfahrens sind Kristallisations- und Ziehrichtung entkoppelt und ermöglichen somit eine Waferproduktion mit hohem Durchsatz. Im Bezug auf die Materialqualität müssen im Vergleich zu mono- und multikristallinem Blockgusssilizium jedoch Abstriche gemacht werden, da in RGS-Silizium die Zahl der Defekte höher ist als bei anderen Materialien. ..." Universität Konstanz D. Sontag 155
2003 Photovoltaik-Fachbeitrag Kristalline Silicium-Solarzellen VorschauDie kristalline Si-Solarzelle feiert dieses Jahr ihren 50. Geburtstag. In den ersten 25 Jahren wurden die Grundlagen für die heutige Wafertechnologie und die heutige Zellstruktur gelegt. und ein aus heutiger Sicht kleiner aber wirtschaftlicher Markt im Weltraum gefunden. In den folgenden 25 Jahren bis heute wurde der Einstieg in die Massenfertigung geschafft und ein mehrere hundertmal größerer terrestrischer Markt eröffnet. Die Zellstruktur ist dabei im Wesentlichen gleich geblieben. Die Siliciumscheiben wurden mit der Zeit geringfügig dünner, dafür aber wesentlich größer und betragen heute oft schon 15 cm x 15 cm. Die derzeit industriell gefertigten Solarzellen und Module sind aufgrund von Material- und insbesondere Prozessverbesserungen im Vergleich zu 1978 nun wesentlich effizienter, nämlich um durchschnittlich 5% absolut bei durchschnittlichen Modulwirkungsgraden von etwa 13% mit Spitzenwerten von 15%. Innerhalb der nächsten 25 Jahre werden wir voraussichtlich ein weiteres Marktwachstum um einem Faktor von 100–1000 sehen, und die Photovoltaik wird dann einen signifikanten Beitrag zur weltweiten Stromerzeugung leisten. Für diesen überschaubaren Zeitraum wird die kristalline Si-Technologie ihre Vormachtstellung wohl behalten. Die technologische Entwicklung wird sich auf die Erhöhung des Wirkungsgrads und die Erarbeitung von kostengünstigen Fertigungsverfahren konzentrieren. Die Wafergröße wird sicher noch etwas weiterwachsen auf 20 cm x 20 cm, wobei die Scheiben im dann folgenden Schritt wesentlich dünner werden, möglicherweise unter 100 µm. Die Modulwirkungsgrade in der industriellen Massenfertigung werden kontinuierlich weiter steigen, insbesondere beim einkristallinen Silicium, auf durchschnittliche 18% mit Spitzenwerten um 20%. Die Steigerung der Modulwirkungsgrade wird dann allerdings langsam in eine Sättigung gehen, wobei die Solarzellen bei gleichbleibenden Wirkungsgraden wohl immer dünner werden. Dass dies möglich ist, zeigen bereits heutige Laborergebnisse. Eine auf PV abgestimmte Materialherstellung wird sich mehr und mehr durchsetzen, wobei schon im nächsten Jahrzehnt eine rohstoffmäßige Entkoppelung von der Mikroelektronik realisiert werden wird." Forschungsverbund Sonnenenergie Dr. G. Willeke, Dr. A. Räuber 5
2003 Photovoltaik-Jahrestagung Photovoltaik – Neue Horizonte VorschauErfolge der Photovoltaik-Forschung, Innovative Prozesse - Neue Materalien, Neue Analyseverfahren und Technologien, Neue Konzepte der Leistungssteigerung, Neue Forschungsansätze" Forschungsverbund Sonnenenergie diverse 121
2003 Photovoltaik-Dissertation Optimierung des Einsatzes von Blei-Säure-Akkumulatoren in Photovoltaik-Hyrbrid-Systemen unter spezieller Berücksichtigung der Batteriealterung Vorschau...Eine Erhöhung des weltweiten Energieverbrauchs ist kaum zu verkraften. Umweltverträgliche und günstige Alternativen für eine dezentrale Bereitstellung von elektrischer Energie sind also unumgänglich. Das größte Potential dafür bietet die Photovoltaik ... Daher sind für die effektive und komfortable Nutzung einer dezentralen Stromerzeugung Speicher für elektrische Energie notwendig. Dafür kommen nach dem heutigen Stand der Technik nur elektrochemische Akkumulatoren in Frage ... Obwohl Photovoltaiksysteme in vielen der beschriebenen Anwendungen bereits die kostengünstigste Alternative sind, liegen die Kosten für die einzelnen Nutzer, insbesondere in den Entwicklungsländern, noch zu hoch. Daher ist es das Ziel weltweiter Forschung, diese Kosten zu reduzieren. Diese Arbeit soll dazu einen Beitrag im Bereich der Speicher und der Einbindung des Speichers in das Gesamtsystem leisten. Die Arbeit widmet sich dem Blei-Säure-Akkumulator als der derzeitigen Standardlösung für die dezentrale Energiespeicherung und zielt auf eine Verminderung der durch den Speicher verursachten Kosten..." Universität Ulm Dirk Uwe Sauer 275
2002 Photovoltaik-Fachbeitrag Photovoltaik-Großanlage mit zentraler Wechselrichtertechnik VorschauIm Vergleich zu bisherigen Systemarchitekturen in PV-Anlagen bietet das neu entwickelte Konzept des Photovolatik (PV)-Generators mit einer zentralen Wechselrichtereinheit eindeutige Vorteile, wie geringere Investitionskosten, höhere Energieerträge, minimierte Betriebskosten und dadurch kürzere Amortisationszeiten bzw. eine höhere Wirtschaftlichkeit. Durch eine optimierte Messtechnik und Anlagenüberwachung wird eine übersichtliche Betriebsführung bzw. Anwenderfreundlichkeit erreicht. Den Beweis liefert die seit Ende 1997 erfolgreich in Betrieb befindliche Megawatt-PV-Anlage auf den Dächern der Messe München. Die Anlage erzielt aufgrund der hohen Verfügbarkeit und der hohen Betriebswirkungsgrade der eingesetzten Komponenten Betriebsergebnisse mit Referenzcharakter. Damit setzt sie für PV-Großanlagen international einen neuen Standard." VDE (Verband der Elektrotechnik, Eletronik und Informationstechnik) Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-ing E. Cunow 4
2002 Photovoltaik-Dissertation Kupfergalliumdiselenid-Dünnschichten für Anwendungen in der Photovoltaik Vorschau...Diese Arbeit hat die photovoltaische Anwendung von CuGaSe2-Dünnschichten zum Thema, also Solarzellen. Der wesentlichste und gleichzeitig komplexeste Teil davon ist der CuGaSe2-Absorber, weswegen auf seine Herstellung und Charakterisierung auch ein großer Teil dieser Arbeit entfällt. Dabei wurden speziell Prozesse untersucht welche zur industriellen Fertigung entsprechender Absorberschichten geeignet sind. Die anderen Bestandteile wie Substrat, Fensterschicht, Pufferschichten und Frontkontakte, wurden ausgehend von Erfahrungen, die man bei CuIn1-xGaxSe2-Dünnfilmsolarzellen und CuGaSe2-Solarzellen auf Einkristallen gemacht hat, weiterentwickelt. Die Herstellung des CuGaSe2-Dünnschichtabsorbers an sich ist ein recht aufwendiger und kritischer Prozeß. Schließlich geht es um einen Verbindungshalbleiter aus drei Elementen, der nur etwa einen Mikrometer dick ist und keinerlei Löcher haben darf. Gleichzeitig muß er hohen optischen, elektrischen und strukturellen Anforderungen genügen. Die darauf aufgebaute Solarzelle wiederum stellt ein anspruchsvolles, großflächiges analoges Bauelement mit einem Heteroübergang dar, welches gleichzeitig hohen elektronischen Anforderungen genügen und hohe optische Qualität aufweisen muß. ... Es wurden in dieser Arbeit aber auch andere Methoden, bzw. Varianten zur Absorbersynthese eingesetzt, so z.B. langsames Heizen der Elementschichtstapel, thermisches Verdampfen der vorreagierten Verbindung und Flashverdampfen. Den Schwerpunkt bildete aber wie bereits erwähnt die Elementschichtstapel-RTP Methode. ..." Universität Konstanz O. Schenker 97
2002 Photovoltaik-Fachbeitrag Photovoltaische Großanlagen Vorschau- Photovoltaische Großanlagen: Technologie und Realisierung
- Hochkonzentrierende photovoltaische Großanlagen: Stand und Perspektiven
- "Very Large Scale PV-Systems": Zukunftsvisionen und Resultate der IEA-Diskussion
- Zusammenhang ökonomischer Rahmenbedingungen mit Entwicklung und Nutzung solarer Kraftwerke
ForschungsVerbund Erneuerbare Energien Dr. H. Gabler, H-D. Mohring, Dr. G. Willeke, Dr. A. Bett, Dr. R. Minder, M. Gees 20
2001 Photovoltaik-Symposium Netznachbildungen und Grenzwerte für EMV-Messungen auf der Gleichstromseite von Photovoltaik-Anlagen Vorschau... Mit der vorgestellten neuen DC-Netznachbildung ist es möglich, auch auf der Gleichstromseite von PV-Anlagen die leitungsgebundenen Störungen reproduzierbar im Labor zu messen. Werden neben den schon lange bekannten Grenzwerten auf der AC-Seite auch die vorgeschlagenen neuen Grenzwerte für die DC-Seite eingehalten, sollten in der Praxis normalerweise keine EMV-Probleme bei PV-Anlagen durch von der Gleichstromseite abgestrahlte Störungen auftreten." Staffelstein H. Häberlin, R. Fischer 5
2001 Photovoltaik-Fachbeitrag Die PV-Szene Heute – Technologie, Industrie, Markt VorschauDiese Übersicht hat sich zur Aufgabe gesetzt, wichtige Ergebnisse und Tendenzen in der PV-Technologie- und -Marktentwicklung zusammenzufassen und zu bewerten. Das kann natürlich nur in sehr knapper Form und in einer engen Auswahl geschehen. Berichtet wird über neue Ergebnisse aus F&E, soweit sie für die Fertigung relevant sind. Es wird hier hauptsächlich auf die Ergebnisse des letzten Jahres eingegangen. Außerdem wird wie stets die internationale Industrieszene beleuchtet, die ja immer noch durch große Umstrukturierungen und Strategiewechsel gekennzeichnet ist." Universität Kiel A. Räuber, W. Wettling 10
1999 Photovoltaik-Symposium Einsatzmöglichkeiten der Photovoltaik für eine zunkunftsfähige Elektrizitätsversorgung in Deutschland VorschauObwohl die Photovoltaik (PV) in den vergangen Jahren stark gestiegene Produktionsraten aufweisen konnte, ist ihr Anteil an der Stromerzeugung in Deutschland heute immer noch verschwindend gering. Im Hinblick auf notwendige Klimaschutzmaßnahmen und einem bereits politisch intensiv diskutierten Ausstieg aus der Kernenergienutzung kommt den erneuerbaren Energieträgern und speziell der Photovoltaik eine immer bedeutendere Rolle bei der Elektrizitätsversorgung zu. Im Rahmen dieses Beitrags soll ein möglicher Einsatz der Photovoltaik für die Elektrizitätsversorgung in den Jahren 2020 und 2050 diskutiert werden." Staffelstein Dr.-Ing. V. Quaschning, Dipl.-Ing. C. Blaschke, Prof. Dr.-Ing. Habil. R. Hanitsch 6
1996 Photovoltaik-Symposium Analyse des Betriebsverhaltens von Photovoltaikanlagen durch normierte Darstellung von Energieertrag und Leistung VorschauDurch die in dieser Arbeit vorgestellten erweiterten normierten Darstellungen kann das Betriebsverhalten von Photovoltaikanlagen verschiedener Größe und an unterschiedlichen Standorten im Detail analysiert werden..." Ingenieurschule Burgdorf / Labor für Photovoltaik (Schweiz) H. Häberlin, Ch. Beutler, Ch. Liebi 6
1991 Photovoltaik-Dissertation Digitale Simulation regenerativer elektrischer Energieversorgungssysteme VorschauIn der vorliegenden Arbeit werden Simulationstechniken zur numerischen Analyse regenerativer elektrischer Energieversorgungssysteme auf Digitalrechnern untersucht. Als Grundlage für das Verständnis der wesentlichen Systemeigenschaften werden detaillierte Modelle der Komponenten und die Behandlung meteorologischer Eingangsdaten diskutiert. … Als Schwerpunkt dieser Arbeit wird das neuentwickelte Simulationssystem INSEL  vorgestellt, ..." Universität Oldenburg Jürgen Schumacher 211
2003 Photovoltaik-Fachbeitrag Solarmodule mit integriertem Wechselrichter Vorschau Eine konsequente Fortsetzung der modularen Struktur des PV-Generators in der Energieaufbereitung stellt der modulintegrierte Stromrichter dar. Die Ausrüstung jedes einzelnen Moduls mit einem Kleinwechselrichter bietet einige Vorteile bei Planung und Betrieb der Anlage:
- energetisch optimierter Betrieb von Einzelmodulen (Fassadenanwendung)
- einfache und flexible Anlagenplanung
- spätere Erweiterungen der Anlage sind möglich
- Kleinstanlagen zum günstigen Einstieg in die PV-Technik
- geringere Einbußen bei Teilausfällen
- Diagnosesystem einfach zu implementieren
- Standardisiertes Bauelement für hohe Stückzahlen
- günstige Auslegung der Leistungselektronik durch geringere Variabilität der Eingangsspannung
Nachteilig sind das im Vergleich zu größeren Wechselrichtern ungünstige Preis-Leistungsverhältnis und der geringere Wirkungsgrad. Die Modulintegration führt zu einer hohen Temperaturbelastung der Bauelemente und kann sich negativ auf die Lebensdauer der Wechselrichter auswirken. Der Aufwand (Bauelemente, Eigenversorgung) für Regelung und Betriebsführung ist nahezu unabhängig von der elektrischen Leistung und erhöht bei kleinen Systemen die spezifischen Kosten. Bereits seit einiger Zeit wird intensiv an diesen Problemen gearbeitet und Modulstromrichter sind schon auf dem Markt verfügbar. Der Durchbruch dieser Technologie ist aber noch nicht erreicht. "
Forschungsverbund Sonnenenergie M. Viotto, Dr. E. Lotter, R. Schäffler 5

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  • Kompontenen von Photovoltaikanlagen
  • Rechtliches zur Photovoltaik
  • Rentabilität und Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen
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