PV Integration Lab

Welche ist die zu erwartende Leistung eines Fotovoltaikmoduls, das auf einem Dach mit Südausrichtung im 30-Grad-Winkel montiert wird? Welche Temperaturen erreicht ein Modul, das auf einem Flachdach oder einer Fassade angebracht wird? Wie viel Energie kann ein transparentes oder lichtundurchlässiges Fassadenfertigbauteil mit integriertem Fotovoltaikmodul produzieren? Welcher Mehrnutzen ergibt sich aus der Kombination eines Speichersystems mit einem Fotovoltaiksystem? Welcher Inverter sollte benutzt werden? Welche Auswirkungen hat eine Fotovoltaikanlage auf das Stromnetz? Das PV Integration Lab ist ein Freiluftlabor, das genau diese Fragen beantworten kann – für Hersteller, Architekten, Installateure und Verkäufer. In dem Labor können sowohl freistehende als auch in architektonische Strukturen integrierte Fotovoltaikmodule und -systeme unter realen Bedingungen auf ihre elektrische Leistung hin getestet werden. Darüber hinaus lassen sich Fotovoltaikanlagen mit Speichersystemen kombinieren und testen und so ihre Auswirkungen auf das Stromnetz beobachten.

Photovoltaik-Prototyping-Labor

Die Einrichtung umfasst Prozessausrüstungen für die Herstellung von Prototypen (Löten und Laminieren), Klimakammern für Alterungstests und Instrumente für die Charakterisierung von Modulen (Differentialscanning-Kalorimetrie, Spektralphotometer, Sonnensimulator, Kalorimeter). Die Ausstattung des Labors ermöglicht eine große Flexibilität bei der Größe der Prototypen (von einigen Zentimetern bis zu etwa einem Quadratmeter), aber auch bei den Anwendungsbereichen: von der konventionellen Photovoltaik bis zur gebäudeintegrierten Photovoltaik, von der Agrar-Voltaik bis zu speziellen Anwendungen wie der schwimmenden Photovoltaik, die ein hohes Maß an Individualisierung erfordern.

Das Labor ermöglicht die Untersuchung einzelner Modulelemente, unterstützt die Entwicklung neuer kundenspezifischer Photovoltaikmodule und erleichtert die Identifizierung von Ursachen für Degradation und technische Probleme.

Drehbares Dachmodell für Tests an integrierten Fotovoltaikanlagen

Das Labor verfügt über ein Modell einer Dachkonstruktion von 20 Quadratmetern Fläche (5 x 4 m), das bis zu 60° geneigt und in jede Himmelsrichtung ausgerichtet werden kann. Damit können Dachgefälle und andere Gebäudehüllenteile wirklichkeitsgetreu nachgestellt werden. Die Struktur ist mit einem Monitoringsystem verbunden, das in Echtzeit Parameter wie elektrische Leistung, Temperatur oder Strahlungswirkung und somit die Effizienz der verbauten Module misst.

Fassade für Tests an integrierten Fotovoltaikanlagen

Ein Fassadenmodell (4 x 6 m) erlaubt es, im Labor unter realen Bedingungen die Leistungsfähigkeit von Fotovoltaikmodulen zu überprüfen, die in solaraktive Fassaden integriert sind. Um möglichst wirklichkeitsnahe arbeiten zu können, wurde beim Aufbau der Testfassade darauf geachtet, dass diese auch schwere Fassadenbauteile bei jeder Witterung problemlos stützen kann. Die Struktur ist in sechs Module von 2 x 2 m unterteilt, um zeitgleich mehrere Bauteile aufnehmen zu können. Das Messsystem der Testfassade kann auch komplexe Systeme untersuchen, beispielsweise solche, in denen Fotovoltaikanlagen, elektrische Speichermodule und Kontrollsysteme zusammenspielen. Die Infrastruktur verfügt außerdem über eine Klima-Box, die es erlaubt, die Temperatur am Innenbereich des jeweiligen Fassadenteils an gängige Wohnraumtemperaturen anzupassen.

Speichersysteme und Inverters

Eine Standard-Fotovoltaikanlage, die an ein Speicher- und Ladegerät angeschlossen ist, erlaubt das Testen von innovativen Energiespeichersystemen. Speichersysteme sind der Schlüssel, um das Verhältnis zwischen der vor Ort produzierten Energie und dem Energieverbrauch eines Gebäudes zu optimieren.

Know-how im Dienst der Wirtschaft

Die Labortests können Teil einer längerfristigen Zusammenarbeit zwischen Forschung und Wirtschaft sein: von der Prototypenentwicklung über die Test-, Simulations- und Optimierungsphase bis zum Markteintritt des fertigen Produktes. Durch eine Zusammenarbeit mit den Forschern von Eurac Research erhalten Unternehmen Zugang zu bewährtem Know-how in den Bereichen Qualitäts- und Zuverlässigkeitsprüfung von Fotovoltaikmodulen, Erforschung von Solarenergie und Integration von Fotovoltaik in Gebäude und Stromnetze. Dieses Know-how wurde von Eurac Research in Zusammenarbeit mit internationalen Forschungsnetzwerken entwickelt und kam bereits vielfach in Projekten lokaler Unternehmen zum Einsatz.

Labor finanziert aus Mitteln des EFRE 1042 INTEGRIDS, EFRE 5-1a-232 FlexiBIPV, H2020 608678 Commonenergy, HE INFINITE, HE CULTURAL-E, RDS CANVAS, PNRR PR „ Network 4 Energy Sustainable TRansition - NEST“ Mission 4 Bildung und Forschung - Komponente 2 Von der Forschung zum Unternehmen - Investition 1.3, finanziert von der Europäischen Union - Next Generation EU