Forschung zur Alterung von Solaranlagen
Freiluftlabor auf dem Dach der Hochschule Coburg
Wie altern Solaranlagen und was sind die Auswirkungen? Diesen Fragen geht eine Forschergruppe an der Hochschule Coburg nach. Dafür ließ das Wissenschaftlerteam ein Freiluftlabor auf dem Dach des Zentrums für Mobilität und Energie (ZME) einrichten: 56 Solarmodule, dazu Träger aus Aluminium und Wechselrichter, mit denen die Gleichspannung des Sonnenstroms umgewandelt wird, wurden unter Leitung des Staatlichen Bauamtes Bamberg installiert. Die erzeugte elektrische Energie wird zudem ins Hochschulnetz eingespeist; erwartet werden rund 13 Megawattstunden, was wiederum zu einer CO2-Einsparung von gut 12 Tonnen pro Jahr führen soll.
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Die praxisnahe Untersuchung erfolgt im Rahmen des auf vier Jahre
angelegten übergreifenden Forschungsprojekts PV-FeldLab
unter Leitung von Bernd Hüttl, Professor für Erneuerbare Energien
am ZME der Hochschule Coburg. Verfolgt wird das Ziel, eine neue
Messtechnik zu entwickeln, um den Ertrag von Photovoltaikanlagen
und das Leistungsverhalten im Freifeld zu analysieren.
Erfahrungsgemäß produzieren die eingesetzten Solarmodule zwar auch nach 20 oder 30 Jahren noch Strom, meist aber 20 bis 30 Prozent weniger als am Anfang. Damit die Betreiber Maßnahmen ergreifen können, müssen die Ursachen für die verringerte Leistung bekannt sein. Für die optische Untersuchung setzen die Coburger Forscher Drohnen ein, mit deren Hilfe sie die Solaranlage auf dem Dach intensiv beobachten können. Eine Thermografiekamera zeigt Temperaturunterschiede, die auf Fehler auf den Solarmodulen hinweisen. Das können Kurzschlüsse sein, Zelldefekte, schadhafte Anschlussdosen oder Vogelkot, der sich ins Modul einbrennt. Für seine Promotion an der Hochschule Coburg in Kooperation mit der TU Ilmenau ermittelt der Doktorand Samuel Schneider die elektrische Charakterisierung von Photovoltaik-Generatoren unter Freifeldbedingungen.
Durch weitere Untersuchungen mit elektrischen Messmethoden lässt sich feststellen, wie sich verschiedene Bedingungen, zum Beispiel unterschiedliche Temperaturen auf den Stromertrag auswirken. Für Photovoltaik wurde als Standardumgebungsbedingung eine Temperatur von 25 Grad Celsius in den Normen festgelegt. Aber das lässt sich Wetter nicht normen und ist wechselhaft. An einem schönen Sommertag ist die Oberflächentemperatur meist höher als nur 25 Grad. Um Prognosen für den Stromertrag abzuleiten, werden im Rahmen des Forschungsprojektes daher auch unterschiedliche meteorologische Bedingungen simuliert.
Darüber hinaus bietet die Photovoltaikanlage Möglichkeiten für weitere Untersuchungen: Der Student Darwin Daume möchte im Rahmen einer Masterarbeit erforschen, wie sich der Einfallswinkel der Sonne, die Bestrahlungsstärke oder das Lichtspektrum auf die elektrische Leistung auswirken. Wetterbedingte Einflussfaktoren wird die studentische Mitarbeiterin Tina Neumeyer künstlich erzeugen, mit Wasserkühlung oder vielleicht einmal mit einem dünnen Netz. So könnte auch an wolkenlosen Tagen die Auswirkung des leichten Schleiers einer Sommerwolke gemessen werden.
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