QuintuMod - Entwicklung eines kostengünstigen und gleichzeitig hocheffizienten Solarmoduls unter Verwendung einer 5fach-Stapelsolarzelle : Teilvorhaben: Modulperformance

Abstract

Im Vorhaben „QuintuMod“ wurden zuverlässige, kosteneffektive und hocheffiziente CPV-Module entwickelt und optimiert. In der konzentrierenden Photovoltaik (CPV) werden die höchsten Wirkungsgrade erzielt. Darüber hinaus hat sie zusätzliche Vorteile bzgl. Transport, Recycling und Nachhaltigkeit. Durch das Projekt wird die Technologie konkurrenzfähig zu allen anderen aktuellen PV-Technologien. Im Projekt wurde eine neue Fünffachsolarzelle mit auf die Betriebsbedingungen optimierter Effizienz in das AZUR CPV Modulkonzept integriert. Durch detaillierte optische Simulation und unterstützt von elektrischen Messungen von Solarzellen bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen am Fraunhofer ISE wurde das Moduldesign beim Projektpartner AZUR SPACE angepasst. Im Projekt konnte ein Wirkungsgrad bezogen auf die aktive Linsenfläche von 36.6 % unter Konzentrator Standard-Testbedingungen erreicht werde und damit eine beeindruckende Leistungssteigerung von 14.1 % (relativ) im Vergleich zu herkömmlichen AZUR SPACE CPV-Modulen mit Dreifachsolarzellen gezeigt werden. Für eine Projektentwicklung und wirtschaftliche Bewertung ist die Vorhersage des Energieertrags der CPV-Module entscheidend. Im Projekt wurden Methoden zur Berechnung des Energieertrags wissenschaftlich untersucht und damit die Vorhersage¬genauigkeit des Energieertrags für das CPV-Modul verbessert. Sowohl die kommerzielle Software PVsyst wurde verwendet als auch ein inhouse entwickeltes Tool „YieldOpt“. Die Vorhersagegenauigkeit der Tools wurde anhand von Messungen am Standort Freiburg und Untersuchungen von weltweiten Standorten bewertet sowie durch Vergleich mit Messungen an einem CPV-Standort in Südafrika verifiziert. Datei-Upload durch TIB In the "QuintuMod" project, reliable, cost-effective and highly efficient CPV modules were developed and optimized. Concentrating photovoltaics (CPV) achieves the highest efficiencies. Additionally, it has advantages regarding transportation, recycling and sustainability. The project makes the technology competitive to all other current PV technologies. In the project, a new five-junction solar cell with efficiency optimized for the operating conditions was integrated into the AZUR CPV module. Through detailed optical simulation and supported by electrical measurements of solar cells at different operating temperatures at Fraunhofer ISE, the module design was adapted by the project partner AZUR SPACE. In the project, an efficiency of 36.6 % in relation to the active lens area was achieved under standard concentrator test conditions, demonstrating an impressive increase in performance of 14.1 % (relative) compared to conventional AZUR SPACE CPV modules with triple solar cells. Predicting the energy yield of CPV modules is crucial for project development and economical evaluation. In the project, methods for calculating the energy yield were scientifically investigated and thus the accuracy of the energy yield prediction for the CPV module was improved. Both the commercial software PVsyst and an in-house developed tool "YieldOpt" were used. The prediction accuracy of the tools was evaluated based on measurements in Freiburg and investigations of sites worldwide as well as verified by comparison with measurements at a CPV site in South Africa.