Solarstrahlungssensor-Spezialist Mencke und Tegtmeyer bringt großflächige Referenzsolarzelle vom ISFH auf den Markt
Hochpräzise Messtechnik aus dem Labor bahnt sich den Weg in die
Wirtschaft: Die Ingenieurbüro Mencke und Tegtmeyer GmbH (IB-MuT) hat die
vom Institut für Solarenergieforschung (ISFH) vorentwickelte großflächige
Referenzsolarzelle „BigRef“ zu einem marktfähigen Produkt
weiterentwickelt.
In der Entwicklung und der Produktion von Solarzellen und PV-Modulen
werden diese unter verschiedensten Beleuchtungsbedingungen genauestens
vermessen. Hierfür kommen sogenannte Sonnensimulatoren zum Einsatz. Diese
Beleuchtungseinheiten bilden das Licht der Sonne möglichst ideal nach und
erlauben Messungen im Labor unter realistischen Strahlungsbedingungen. Für
möglichst präzise Messungen müssen die Einstrahlungsbedingungen im
Sonnensimulator genau bekannt sein. Mit der BigRef können die
Bestrahlungsstärke und Homogenität der Lichtfelder in den
Sonnensimulatoren genau bestimmt werden.
Die BigRef ist derzeit die einzige am Markt erhältliche großflächige (160
× 160 mm²) Referenzsolarzelle. Der einzigartige Aufbau der BigRef, der
Techniken aus dem Solarmodulbau nutzt (z.B. eine Einkapselung in EVA-
Copolymer), führt zu einer extrem guten thermischen Ankopplung an die
Grundplatte und damit zu einer exzellenten Temperierbarkeit des Sensors.
Dies ist für präzise Kalibrierungen von Konstantlichtsonnensimulatoren und
Messplätzen zur Bestimmung der spektralen
Bestrahlungsstärkeempfindlichk
Der größte Vorteil der BigRef ist jedoch ihre Größe. Als aktives
Sensorelement werden handelsübliche Solarzellen mit Kantenlängen von
derzeit rund 160 mm verwendet. Bisherige am Markt erhältliche
eingekapselte Referenzsolarzellen haben eine Kantenlänge von nur 20 mm.
Marktübliche Photovoltaikmodule erreichen derzeit Größen von bis zu 1,3 ×
2,2 m². Die Lichtfelder der Sonnensimulatoren für Module sind entsprechend
groß. Um ihre Homogenität zu vermessen, muss die bestrahlte Fläche
abgerastert und eine Homogenitätskorrektur durchgeführt werden. Je kleiner
die dafür verendete Referenzsolarzelle, desto größer der Aufwand. Bei der
Kalibrierung der Bestrahlungsstärke von Sonnensimulatoren für einzelne
Solarzellen hat eine großflächige Referenzsolarzelle den Vorteil, dass
eine Homogenitätskorrektur sogar komplett entfallen kann. Das vereinfacht
nicht nur die Kalibrierprozedur, sondern führt auch zu einer noch
geringeren Messunsicherheit.
Die Entwicklung der BigRef ist die Fortführung der gemeinsamen Arbeiten im
Projekt „Uniform Sun“, das vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand
(ZIM) gefördert wurde und die Entwicklung eines modularen Solarmoduls zur
Bestimmung der Lichtfeldhomogenität von Sonnensimulatoren für Solarmodule
zum Inhalt hatte.
Die BigRef ist bei IB-MuT erhältlich und kann am Solarzellenkalibrierlabor
des ISFH CalTeC bezüglich Bestrahlungsstärke, Strom-Spannungs-Kennlinie,
Linearität und spektraler Bestrahlungsstärkeempfindlichk
werden.
Die Ingenieurbüro Mencke und Tegtmeyer GmbH ist ein niedersächsisches
mittelständiges Unternehmen mit 18 Mitarbeitern, das seit 1993 an der
Verbesserung und Qualitätssteigerung von PV-Modulen und -Anlagen arbeitet.
IB-MuT entwickelt und produziert robuste und hochgenau kalibrierte
Silizium-Solarstrahlungssensor
von führenden Herstellern von PV-Monitoringsystemen und Wechselrichtern
eingesetzt werden. Ein weiteres Betätigungsfeld sind die Entwicklung und
Herstellung von Messsystemen für die Forschung und die
Photovoltaikindustrie.
Das niedersächsische Solarforschungsinstitut ISFH forscht mit derzeit 158
Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in zwei Abteilungen an innovativen
Technologien für die Solarenergienutzung. Die Abteilung Photovoltaik
entwickelt neue industrienahe Solarzelltechnologien und hocheffiziente
industrialisierbare Photovoltaikmodule. Das ISFH ist Mitglied im
Forschungsverbund Erneuerbare Energien (FVEE) und der Deutsche
Industrieforschungsgemeinschaf
An-Institut der Leibniz Universität Hannover.
