Verbundvorhaben: Voyager-PV – Vollintegrierte und systemoptimierte Elektroniklösungen am Solarmodul

Teilvorhaben: Fertigungstechniken für Elektronik am Solarmodul

Das Projekt Voyager-PV zielt darauf, die Kosten für Modul-integrierte Elektronik zu reduzieren, um gerade im gebäudeintegrierten Anwendungsbereich mit kleinen unterschiedlich ausgerichteten Flächen einen sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau von PV-Anlagen zu ermöglichen. Die Kosten von Modulintegrierter Elektronik können wesentlich durch eine vereinfachte Montage der Modulelektronik am PV-Modul reduziert werden.

Einkapselungstechniken, die z.B. im Automobilbereich kostengünstig eingesetzt werden, um Elektronikkomponenten vor Umwelteinflüssen zu schützen, können die PV-Modul Herstellung mit Elektronik wesentlich vereinfachen. Gehäuse, Kabel-Zugentlastung, Klebeschichten und evtl. Kabel zwischen Anschlussbox und Elektronik sind dann nicht mehr notwendig und können zur Kostenreduktion betragen. Die neuen Materialien müssen kompatibel mit konventionell am Markt verwendeten PV-Modulmaterialien und den einschlägigen PV-Modulnormen sein. Je höher der Integrationsgrad ist, desto wichtiger ist es nicht nur die Modulnormen zu erfüllen, sondern auch gewohnte Charakterisierungsmethoden, vor allem fertigungsrelevante Leistungs- und Elektrolumineszenz-Messung am PV-Modul immer noch durchführen zu können. Wir sehen die Chance aktuelle Herausforderungen im thermischen Design von Hochleistungs-PV-Modulen (=360 Wp) mit integrierter Modulelektronik zu lösen. Dies sind insbesondere die Überhitzung einzelner Solarzellen bei Verschattung einer einzelnen Solarzelle und die Überhitzung von Bypassdioden bei bifazialen PV-Modulvarianten. Wird eine Leistungswandlerstufe direkt am Modul montiert, so kann diese ohne wesentliche Kostenerhöhung mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet werden, um weitere Anwendungen anbieten zu können. Allen voran steht die Bewertung der Zuverlässigkeit des PV-Elektroniksystems. Deshalb sollen in diesem Projekt besonders einfache Sensorausstattungen bzgl. dessen Mehrwert entwickelt und Auswertetechniken bewertet werden.