Leistungen und Ergebnisse Jahresbericht 2000 · Vorwort 4 Das Institut im Profil - Kurzporträt6 - Organigramm 6 - Das Forschungs- und ... Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme

Leistungen und Ergebnisse Jahresbericht 2000

Solare Dorfstromversorgung in San Felices,Aragon. In 17 Dörfern in Spanien und Latein-amerika unterstützt das Fraunhofer ISE die beteiligten Firmen in der technischen Weiter-entwicklung der Informationsübertragung und Energieverteilung. Die Entwicklung undUmsetzung von Konzepten zur gemeinschaftli-chen Nutzung der begrenzten Ressource Energieist ein Arbeitsschwerpunkt der Sozialwissen-schaftler am Fraunhofer ISE.

Auskühlverhalten vier verschiedener Proben vonPhasenwechselmaterialien PCM. Mikroverkap-selte Phasenwechselmaterialien, z. B. Paraffine,werden in Wandverbundsysteme wie beispiels-weise Gipskartonplatten integriert und dienender Wärmespeicherung. Je größer der Gehalt anPCM – von links nach rechts zunehmend – destolänger dauert der Auskühlvorgang – Zeitverlaufvon hinten nach vorn.

85 µm dünne hocheffiziente Czochralski-Sili-cium-Solarzellen. Ein hochwertiges Solarzellen-konzept ermöglicht das drastische Reduzierender Waferdicke ohne starke Einbußen im Wir-kungsgrad. Neben der Materialersparnis bietetdie Zelle den Vorteil der Flexibilität. Sie eröffnetdamit völlig neue Anwendungsgebiete.

Die Forschung des Fraunhofer-Instituts für SolareEnergiesysteme ISE schafft technische Vorausset-zungen für eine effiziente und umweltfreundlicheEnergieversorgung, sowohl in Industrieländern alsauch in Schwellen- und Entwicklungsländern. Da-zu entwickelt das Institut Systeme, Komponen-ten, Materialien und Verfahren auf den GebietenSolarthermie, Solarzellen, Solares Bauen, elektri-sche Energieversorgung, Mikroenergietechnik,chemische Energiewandlung, Energiespeicherungund rationelle Energienutzung.

Die Arbeit des Instituts reicht von der Erfor-schung der naturwissenschaftlichen Grundlagender Solarenergienutzung über die Entwicklungvon Produktionstechniken und Prototypen bis hinzur Ausführung von Demonstrationsanlagen. DasInstitut plant, berät und stellt Know-how undtechnische Ausrüstung für Dienstleistungen zurVerfügung.

Vorwort 4

Das Institut im Profil- Kurzporträt 6- Organigramm 6- Das Forschungs- und

Dienstleistungsangebot 6- Höhepunkte des Jahres 2000 7- Innovationsbeispiele 8

Das Institut in Zahlen 9

Kuratorium 10

Kunden und Auftraggeber 11

Internationale Kooperationen 12

Die Abteilungen imÜberblick 14

Forschungstrends 2001 18

Inhalt

2 Fraunhofer ISE 2000

Aus der Arbeit der Abteilungen

Forschen & Entwickeln in Solarthermie und Optik 22- Großflächige 3D-Nano- und

Mikrostrukturen – »Nanofab« 24- Photoelektrochrome Fenster 25- Konzept für eine mehrstufige

Adsorptionswärmepumpe 26- Mikroverkapselte Phasenwechsel-

materialien in Wandverbundsystemenzur Wärmespeicherung 27

- Thermotrop geregelte Fassaden-komponenten 28

- Bessere Gebäudesimulation durchModellierung von Kurzzeit-Strahlungsdaten 29

- Simulationsgestützte Regelungsent-wicklung zur optimierten Einbindung von Brennstoffzellen-BHKWs in teilsolareEnergieversorgungssysteme 30

- Erd-Luft-Register 30- Ray-Tracing zur Bewertung und

Optimierung von optischen Reflektoren 31

Messen & Prüfen in Solarthermie und Optik 32- Lüftungs-Kompaktgeräte –

Effizienz für Solar-Passivhäuser 34- Teststand für solare sorptions-

gestützte Klimatisierungssysteme 35- Experimentelle Untersuchungen

zum Stillstandsverhalten von thermischen Solaranlagen 36

- Kollektor mit korrosionsfreiem Ab-sorber für die Meerwasserentsalzung 37

- IR-Thermografie als Werkzeug zurEntwicklung und Bewertung moderner Fassadenelemente 38

- Nutzerverhalten zu Sonnen- undBlendschutz 39

Solares Bauen – Beraten, Planen, Umsetzen 40- Solares Bauen – Wohnhäuser 42- Solares Bauen – Gewerbliche Bauten 43- Solares Bauen – Querschnittsanalysen 45

Energietechnik 46- Erdgasreformer für ein Brennstoff-

zellen-Blockheizkraftwerk zur Energieversorgung von Gebäuden 48

- Innovative Hausenergieversorgungmit einem Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerk 50

- Mini-Photovoltaikmodule fürKleingeräte und Sensoren 51

- Brennstoffzellen im Kleinleistungs-bereich zur Energieversorgungvon portablen Elektronikgeräten 52

- Thermophotovoltaische Energie-konversion mit mikrostrukturiertenStrahlern 53

Fraunhofer ISE 1999 3

Solarzellen – Werkstoffe und Technologie 54- Monokristalline Solarzellen mit höchsten

Wirkungsgraden und innovativer Fertigungstechnologie 56

- Rasches thermisches Prozessieren von Solarzellen 58

- Der SIR-Prozess zur energiesparenden Herstellung von kristallinen Silicium-Dünnschichtsolarzellen 59

- Einseitenkontaktierung für kristalline Silicium-Dünnschichtsolarzellen mit Siebdruckverfahren 60

- III-V Solarzellen 61- Labor- und Servicecenter

Gelsenkirchen 63

ISE CalLab – Präzisionsmessungin der Photovoltaik 64- Das Photovoltaik-Kalibrierlabor

im Überblick 66- Kalibrierung reduziert Kosten für

Solarstrom aus Photovoltaik 67

Netzferne Energieversorgung 68- Strategien zur netzunabhängigen

Dorfstromversorgung – Das BeispielRambla del Agua 70

- Dorfstromanlagen in Indonesien 71- Trinkwasseraufbereitung mit Photo-

voltaik für netzferne Regionen 72- Monitoring des Fraunhofer ISE sorgt

für hohen Qualitätsstandard von Solarsystemen auf Berghütten 73

- Elektromagnetische Verträglichkeit von Photovoltaik-Anlagen und -Komponenten 74

- Batterien – zentrale Komponente aller autonomen Stromversorgungen 75

Geräte- und Komponentenentwicklung 76- Photovoltaik für Geräte und

Kleinsysteme 78- Photovoltaik Informations-Zentrum

der Shell Solar Deutschland GmbH 79- Kundenspezifische Messplätze für die

Photovoltaik-Industrie 80- Autonome Stromversorgungen mit

Photovoltaik, Brennstoffzelle und saisonalem Wasserstoffspeicher für die Telekommunikation 81

Netzgekoppelte Energiesysteme 82- Die 120 kWp Photovoltaik-Schulungs-

anlage »Butzweilerhof« der Handwerks-kammer zu Köln 84

- Auf dem Weg zum Stromnetz der Zukunft 85

- Bauliche Integration von Solar-stromanlagen: Das Beispiel des Fraunhofer ISE Neubaus 86

Fakten im Überblick

Gastwissenschaftler 88

Mitarbeit in Gremien 88

Vom Institut (mit-)organisierteKongresse, Tagungen undSeminare 89

Vorlesungen und Seminare 89

Messebeteiligungen 89

Patente 90

Promotionen 90

Pressearbeit 91

Vorträge 92

Veröffentlichungen 94

Abkürzungen 104

Das Jahr 2000 war für das Fraunhofer ISE außer-ordentlich erfolgreich. Wichtige Fortschritte aufwissenschaftlich-technologischem Gebiet, eineerfreulich hohe Auftragslage aus der Industriesowie ein Wachstum von etwa 7 % belegendies.

Im Technologiebereich möchte ich exemplarischunsere Erfolge bei der Realisierung von kosten-effizienten solaren »1-Liter-Häusern«, die Fort-schritte auf dem Gebiet der Mikrobrennstoff-zellen sowie die erreichten Spitzenwerte fürhöchst effiziente Tandemsolarzellen für Welt-raum und terrestrische Anwendungen heraus-stellen.

Unser vom Land Baden-Württemberg und vonder Bundesregierung mit je 35 Mio DM finan-zierter Institutsneubau in Freiburg nimmt inrasantem Tempo Gestalt an. Wir werden ab Juli 2001 in die neuen Räume einziehen. Dieoffizielle Einweihung, die mit dem Fest des 20-jährigen Bestehens des Fraunhofer ISE ein-hergeht, findet im November 2001 statt. Bundund Land sei an dieser Stelle nochmals nach-drücklich für das hohe Engagement gedankt.

Das Land Nordrhein-Westfalen und die Industriehaben es uns ermöglicht, im Jahr 2000 einneues Labor- und Servicecenter zu eröffnen. Im Bereich Produktionstechnik für Wafer-Sili-cium-Solarzellen wurde eine hochflexible Ferti-gungslinie in unseren Räumen in Gelsenkirchenaufgebaut. Wir können mit dieser einmaligenAnlage weitgehend so produzieren wie in einerFabrik und experimentieren wie in einem Labor.Herrn Dr. Dietmar Borchert und seiner Mann-schaft in Gelsenkirchen sowie den Beteiligtenaus Freiburg möchte ich herzlich für die beein-druckende Aufbauleistung danken.

4–Fraunhofer ISE 2000

Die Arbeiten des Fraunhofer ISE werden seit seiner Gründung durch ein Kuratorium aktivbegleitet. Im Jahr 2000 schieden aus Alters-gründen oder wegen beruflicher Umorientierungunsere langjährigen Kuratoren Herr Prof. HansAlbrecht, Herr Ministerialrat Ulf Hecksteden, Herr Ministerialrat Jürgen Malsch sowie Herr Dr. Gerhard Paul aus unserem entscheidendenBeratungsgremium aus. Im Namen des ganzenInstituts möchte ich ihnen für das Geleistetedanken. Fünf neue Kuratoren werden in Zukunftden Weg des Instituts kritisch und ratgebend begleiten: Herr Dipl.-Phys. Jürgen Berger,VDI/VDE; Herr Martin Bitzer, Fresnel Optics; Herr Dr. Holger Jürgensen, Aixtron; Herr Regie-rungsdirektor Dr. Thomas Pflüger, Wissenschafts-ministerium Stuttgart sowie Herr GerhardWarmke, MAICO.

Im Institut gab es im Berichtsjahr einen Wechselin der Leitung der Abteilung »Solarzellen –Werkstoffe und Technologie«. Es gelang mirnicht, Herrn Prof. Wolfram Wettling bis zu seinem 65. Lebensjahr am Fraunhofer ISE zu halten. Herr Wettling ging am 31. März inden vorzeitigen Ruhestand. Lieber Herr Wettling,an dieser Stelle sei Ihnen noch einmal – auch im Namen des ganzen Instituts und besondersIhrer Abteilung – für Ihre hervorragendenLeistungen nachdrücklich gedankt. Herr Priv.Doz.Dr. Gerhard Willeke – vormals Universität Kon-stanz – hat zum 1. April die Leitung unsererSolarzellenabteilung übernommen.

Im Herbst 2000 erhielt Frau Dr. Angelika Heinzel,Abteilungsleiterin Energietechnik einen Ruf aufeinen C4-Lehrstuhl an der Universität Duisburg.Das Institut wird alle in seinen Kräften stehendenAnstrengungen unternehmen, um Frau Heinzelin Freiburg zu halten.

Fraunhofer ISE 2000–5

Allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern unseresInstituts möchte ich auch an dieser Stelle für diekreative, hochmotivierte und erfolgreiche Arbeitdanken. Mein Dank gilt vor allem auch unserenAuftraggebern aus Industrie, Ministerien undEuropäischer Union, die durch ihr Interesse undihr Vertrauen unsere Arbeiten erst ermöglichten.

Prof. Joachim Luther

Organigramm

Kurzporträt

Die Forschung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE schafft technischeVoraussetzungen für eine effiziente und um-weltfreundliche Energieversorgung, sowohl inIndustrieländern als auch in Schwellen- undEntwicklungsländern. Dazu entwickelt dasInstitut Systeme, Komponenten, Materialien und Verfahren auf den Gebieten Solarthermie,Solares Bauen, Solarzellen, elektrische Energie-versorgung, Mikroenergietechnik, chemischeEnergiewandlung und Energiespeicherung sowierationelle Energienutzung.

Die Arbeit des Instituts reicht von der Erfor-schung der naturwissenschaftlich-technischenGrundlagen der Solarenergienutzung über dieEntwicklung von Produktionstechniken undPrototypen bis hin zur Ausführung von Demon-strationsanlagen. Das Institut plant, berät undstellt Know-how sowie technische Ausrüstungfür Dienstleistungen zur Verfügung.

Das Institut ist in ein Netz von nationalen undinternationalen Kooperationen eingebunden, esist u. a. Mitglied des Forschungsverbundes Son-nenenergie und der European Renewable EnergyCenters (EUREC) Agency. Besonders eng ist dieZusammenarbeit mit der Albert-Ludwigs-Univer-sität Freiburg.

Forschungs- und Dienstleistungsangebot

Das Fraunhofer-Institut für Solare EnergiesystemeISE ist Mitglied der Fraunhofer-Gesellschaft, einerNon-profit-Organisation, die sich als Mittler zwi-schen universitärer Grundlagenforschung und in-dustrieller Praxis versteht. Es finanziert sich überangewandte Forschung und Dienstleistung fürdie technische Nutzung erneuerbarer Energie-quellen. Ob mehrjähriges Großprojekt oderKurzberatung, kennzeichnend für die Arbeits-weise ist der Praxisbezug und die Orientierungam Kundennutzen.


Das Institut im Profil

Institutsleitung Prof. Joachim Luther

Abteilungen Thermische und Optische Systeme +49 (0) 7 61/45 88-1 43Priv. Doz. Dr. Volker WittwerEnergietechnik +49 (0) 7 61/45 88-1 94Dr. Angelika HeinzelSolarzellen - Werkstoffe und Technologie* +49 (0) 7 61/45 88-2 66Priv. Doz. Dr. Gerhard WillekeElektrische Energiesysteme +49 (0) 7 61/45 88-2 16Dipl.-Ing. Klaus Preiser

Verwaltung, Technik und Dipl.-Kfm. Wolfgang Wissler +49 (0) 7 61/45 88-3 50ServicebereichePresse und Public Relations Karin Schneider M.A. +49 (0) 7 61/45 88-1 47

Strategieplanung Dr. Tim Meyer +49 (0) 7 61/45 88-3 46

+49(0)761/45 88-*Bis 31.3.2000 Prof. Wolfram Wettling


Forschung und Entwicklung

- Solar-Passivhäuser Neuenburg verbrauchen nur10 kWh/m2a (1-Liter-Haus)

- Gaschrome Fenster mit hohem Schalthub beweisen Praxistauglichkeit

- Mikroverkapselte Phasenwechselmaterialien in Putzen ermöglichen neue Heiz- und Kühlkonzepte für Gebäude

- Leitprojekt »Neue Gesamtenergieversorgungs-konzepte für Gebäude« NEGEV gestartet; Entwicklung modularer Komponenten für Energiesysteme, z. B. Lüftungskompaktgeräte für Passiv-Häuser, Brennstoffzellensysteme undWärmespeicher

- Monitoring und Qualitätssicherung bei 100 Passivhäusern für Energie Baden-Württemberg AG gestartet

- Teststand für Solare Klimatisierung in Betrieb genommen

- Verfahren zur kostengünstigen, kratzfesten Entspiegelung von transparenten Spritzgussbauteilen entwickelt

- Numerisches Simulationsmodell für kleine Brennstoffzellen validiert

- Fraunhofer-Institutsverbund zur Entwicklung von Mikrobrennstoffzellen gegründet

- Weltweit erste Tandemsolarzelle aus Ga0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As gefertigt und Wirkungsgradrekord mit > 30 % bei 1000-facher Sonnenkonzentration (AM1.5d) erzielt

- Konzentratormodul mit monolithischen Tandemzellen erreicht im Freiland 24,8 % Wirkungsgrad

- Weltraum-Tandemzelle erreicht 24,1 % (AM0) Wirkungsgrad

- Si-Solarzellen mit Rückseitenkontaktierung auf der Basis von Plasmaätz- und Lasertechnologie und mit vereinfachter Prozessführung erreichen 21,6 % Wirkungsgrad auf 2 x 2 cm2

- Si-Solarzelle, hergestellt mit Rapid Thermal Processing, erreicht 18,7 % Wirkungsgrad auf 5 x 5 cm2 Float Zone-Si

Höhepunkte des Jahres 2000

- Mit neuartiger Durchlauf-RTP-Anlage erstmals Si-Solarzelle mit 17,2 % Wirkungsgrad auf 10 x 10 cm2 gefertigt

- Weltweit erste 100 cm2-Blockguss-Silicium-solarzelle auf der Basis von Tampondruck industrienah gefertigt

- Industriellen Siebdruckprozess zur Einseiten-kontaktierung entwickelt

- Kristalline Si-Dünnschicht-Solarzelle auf industrieller Siliciumnitrid-Keramik erreicht 9,4 % Wirkungsgrad

- Labor- und Servicecenter für produktionsnahe Forschung mit Durchlaufverfahren für die Solarzellenfertigung in Gelsenkirchen eröffnet

- Messtechnik für Konzentratorsolarzellen bis zueiner optischen Konzentration von 1200Sonnen entwickelt

- Hocheffiziente Solarzellenmodule verlängern Betriebszeiten in portablen elektronischen Geräten

- Größte PV-Anlage Europas für Test-, Demo- und Ausbildungszwecke bei der Handwerks-kammer in Köln in Betrieb genommen

- Weltweit einmalige Solarexponate und -modelle für Shell Solar Photovoltaik Informations-Zentrum PiZ in Gelsenkirchen entwickelt

- Photovoltaisch versorgtes System zur Wasseraufbereitung in netzfernen Regionen entwickelt

Rufe, Ernennungen

Frau Dr. Angelika Heinzel erhielt einen Ruf aufeine C4 Professur an die Universität GHDuisburg, Lehrstuhl Energietechnik.

Herr Dr. Roland Schindler wurde zum außerplan-mäßigen Professor der FernUniversität Hagenernannt.


Innovationsbeispiele

Für diese Produkte und Dienstleistungen suchenwir – je nach Entwicklungsstand – Partner fürEntwicklung, Herstellung oder Vermarktung.Keines der Produkte ist durch Exklusivlizenzgebunden.

Produkt Markt/Branche Fraunhofer ISEAnsprechpartner/in, Telefon

Mikrostrukturierte Lichtlenk- Sonnenschutz Christopher Bühlerund Sonnenschutzelemente +49 (0) 7 61-45 88-2 96

[email protected]. Werner Platzer+49 (0) 7 61-45 88-1 [email protected]

Jahressimulation für Tageslicht am Lichtplanung für Gebäude Jan WienoldArbeitsplatz (Tageslichtautonomie) +49 (0) 7 61-45 88-1 33

[email protected]

Prüfung und Messung von Hersteller von Lüftungskompakt- Andreas BühringLüftungskompaktgeräten geräten mit Wärmepumpen +49 (0) 7 61-45 88-2 88

[email protected]

Stochastische Antireflexstrukturen Kunststoffoptik Dr. Andreas Gombert+49 (0) 761-4 01 [email protected]

Mikroenergietechnik Hersteller portabler Dr. Christopher Heblingelektronischer Geräte +49 (0) 7 61-45 88-1 95

[email protected]

Thermophotovoltaik- PV-Industrie, Gas-Industrie Dr. Christopher HeblingSystemtechnik +49 (0) 7 61-45 88-1 95

[email protected]

Reformeranlagen zur Automobilindustrie, Gasversorger, Dr. Peter HübnerWasserstofferzeugung Mineralölindustrie +49 (0) 7 61-45 88-2 10

[email protected]

Brennstoffzellen im kleinen Batteriehersteller und -anwender Dipl.-Ing. Mario ZeddaLeistungsbereich +49 (0) 7 61-45 88-2 07

[email protected].

Optische Konzentratorsysteme Photovoltaik-Industrie Dr. Andreas Bett+49 (0) 7 61-45 88-2 [email protected]

Ertragsgarantie für netzgekoppelte EVU, Errichter großer Dipl.-Ing. Klaus KieferPV-Anlagen Photovoltaik-Anlagen +49 (0) 7 61-45 88-2 18

[email protected]

Wasserentkeimungsverfahren Wasserreinigungsindustrie Dipl.-Ing. Orlando Parodi+49 (0) 7 61-45 88-2 [email protected]

Mensch-Technik-Organisationsanalysen Energieversorger, PV-Industrie, Dr. Petra Schweizer-Riesbei der Dorfstromversorgung Regierungs- und Nichtregierungs- +49 (0) 7 61/45 88-2 28

organisationen [email protected]

Aktive Entstörung für Hersteller von Energiesparleuchten, Dipl.-Ing. Georg Bopp elektronische Vorschaltgeräte PV-Industrie, Energieversorger +49 (0) 7 61/45 88-2 40

[email protected]

Ladezustandsmesser für Batterien Photovoltaik, Elektrofahrzeuge, Dipl.-Phys. Dirk Uwe SauerEnergieversorgung +49 (0) 7 61/45 88-2 19

[email protected]. Heribert Schmidt+49 (0) 7 61/45 88-2 [email protected]

Kosten

Erträge

Das Institut in Zahlen

Institutionelle Förderu

Sonstige

Industrie

1997 1998 1999 2000(vor.)

200(pla

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0

Mio Euro

■ Bund/Länder ■ Industrie■ Sonstige■ Institutionelle Förderung

Institutionelle Förde

Sonstige

1997 1998 1999 2000(vorl.)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0

Mio Euro

■ Sachkosten ■ Sonstiges Personal■ Eigenes Personal

Neue Reihe Nr. 14

Neue Reihe Nr. 15

1997 1998 1999 2000 20(pla

0

40

80

120

160

200

240

280

320

0

■ Sonstige■ Befristete Stellen ■ Unbefristete Stellen

Personalentwicklung

Eine wichtige Stütze des Instituts sind die »sonstigen« Mitarbeiter, welche die Arbeit inden Forschungsprojekten unterstützen und sowesentlich zu den erzielten wissenschaftlichenErgebnissen beitragen. Im Dezember 2000waren dies 25 Doktoranden, 34 Diplomanden, 6 Praktikanten, sowie 77 wissenschaftliche und20 weitere Hilfskräfte. Das Fraunhofer ISE leistetauf diese Weise einen wichtigen Beitrag zurAusbildung.

Zusätzlich zu den in der Grafik angegebenenAusgaben tätigte das Institut im Jahr 2000Investitionen in Höhe von 3,1 Mio Euro.


(vorl.)

(vorl.)

(vorl.)

Kuratorium


Das Kuratorium begutachtet die Forschungs-projekte und berät die Institutsleitung und denVorstand der Fraunhofer-Gesellschaft bezüglichdes Arbeitsprogrammes des Fraunhofer ISE.Stand: Januar 2001

Vorsitzender

Prof. Peter WoditschDeutsche Solar GmbH, Freiberg

Stellvertretender Vorsitzender

Dr. Rolf BlessingInterpane Entwicklungs- undBeratungsgesellschaft mbH & Co., Lauenförde

Mitglieder

Dr. Hubert AulichPV Silicon, Erfurt

Dipl.-Phys. Jürgen BergerVDI/VDE TechnologiezentrumInformationstechnik GmbH, Teltow

Hans Martin BitzerFresnel Optics GmbH, Apolda

Prof. Michael BohnetBundesministerium für wirtschaftlicheZusammenarbeit und Entwicklung BMZ, Bonn

Dr. Richard EinzingerSiemens Solar GmbH, München

Dr. Gerd EisenbeißDeutsche Forschungsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V. DLR, Köln

Dr. Klaus HassmannSiemens AG, Erlangen

Prof. Thomas HerzogTechnische Universität München

Dr. Winfried HoffmannAngewandte Solarenergie GmbH ASE, Alzenau

Dipl.-Ing. Helmut JägerSolvis Energiesysteme GmbH & Co. KG,Braunschweig

Dr. Holger JürgensenAixtron AG, Aachen

Prof. Werner KleinkaufGesamthochschule Kassel, Kassel

Regierungsdirektor Dr. Thomas PflügerMinisterium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg, Stuttgart

Dr. Thomas SchottZentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung ZSW, Stuttgart

Prof. Paul SiffertLaboratoire de Physique et Applicationsdes Semiconducteurs CNRS, Straßburg

Ministerialrat Dr. Wolfhart von StackelbergBundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMWi, Bonn

Gerhard WarmkeMAICO - Ventilatoren, Villingen-Schwenningen

Kunden und Auftraggeber

Das Fraunhofer-Institut für Solare EnergiesystemeISE arbeitet seit Jahren mit Auftraggebern allerBranchen und Unternehmensgrößen erfolgreichzusammen.

Kunden, die einer Nennung zugestimmt haben:

- Abac GmbH, Eningen- ACR GmbH, Niedereschbach- Adam Opel AG- AEG MIS GmbH, Ulm- Aixtron GmbH, Aachen- Akkumulatorenfabrik Sonnenschein GmbH

(Exide German Group), Büdingen- Angewandte Solarenergie GmbH ASE,

Alzenau und Heilbronn- BASF AG, Ludwigshafen- Bayer AG, Krefeld-Uerdingen- British Petroleum BP Solar International,

Sunbury, Großbritannien- Bundesministerium für Bildung und Forschung

BMBF, Berlin- Bundesministerium für Wirtschaft und

Technologie BMWi, Berlin- Caparol Farben, Lacke, Bautenschutz,

Ober-Ramstadt- Centrotherm GmbH, Blaubeuren- Compagnie Européene d’Accumulateurs

CEAC, Gennevielliers, Frankreich- Creavis GmbH, Marl- Daimler-Chrysler AG, Stuttgart- Degussa-Hüls AG, Hanau- DETA Batterien, Bad Lauterberg- Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabrück- Deutsche Everlite GmbH, Wertheim (Main)- Deutsche Gesellschaft für Technische

Zusammenarbeit GmbH GTZ, Eschborn- Deutscher Alpenverein DAV, München- Deutsche Solar GmbH, Freiberg- Dmc2 AG, Hanau- ECN, Petten, Niederlande- EKRA Maschinenfabrik GmbH, Bönnigheim- Energie Baden-Württemberg AG, EnBW,

Karlsruhe- E.ON Energie AG, München- Europäische Union EU, Brüssel, Belgien- Flabeg Holding GmbH, Gelsenkirchen- Freiburger Energie- und Wasserversorgungs-

AG FEW, Freiburg

- Fresnel Optics GmbH, Apolda- G+H Isover, Ladenburg- Gaia Kapital-Beteiligungsgesellschaft mbH,

Köln- Gebäudemanagement Schleswig-Holstein

(GMSH), Kiel- Gebr. Märklin & Cie. GmbH, Göppingen - Grammer KG, Amberg- Grundwert Verwaltungs- und

Projektentwicklungs-GmbH (GVP), Frankfurt- H. C. Starck GmbH & Co. KG, Goslar- Haas-Laser-GmbH & Co. KG, Schramberg- Hagen Batterie AG (Exide German Group),

Soest- Handwerkskammer zu Köln, Köln- Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG,

Kleinostheim- Hochbauamt der Stadt Mannheim- Hüppe Form, Oldenburg- Institut für Mikrosystemtechnik IMTEK,

Freiburg - Institut für Angewandte Photovoltaik INAP

GmbH, Gelsenkirchen- Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria,

San Juan, Argentinien- Interpane E&B GmbH, Lauenförde- Ist EnergieCom GmbH, Augsburg- Karl Süss KG-GmbH & Co., Garching- Labor für Bildschirmtechnik, Universität

Stuttgart- Landis & Steafa, Stuttgart- M + W Zander GmbH, Stuttgart- Maico Haustechnik, Villingen-Schwenningen- Maxit Baustoff- und Kalkwerk Mathis GmbH,

Merdingen- Merck KGaA, Darmstadt- Ministerium für Wissenschaft, Forschung und

Kunst, Baden-Württemberg, Stuttgart- Okalux Kapillarglas GmbH, Marktheidenfeld- Prokuwa Kunststoff GmbH, Dortmund- PV Silicon, Erfurt- RENA Sondermaschinen GmbH, Gütenbach


- Robert Bosch GmbH, Stuttgart- RWE Energie AG, Essen- RWTH Aachen, Aachen - S. Siedle & Söhne Stiftung & Co., Furtwangen- S. E. del Acumulador Tudor, S.A., Madrid,

Spanien- Saint Gobain Glass, Herzogenrath- Schott Rohrglas GmbH, Mitterteich- Shell Solar Deutschland GmbH, Gelsenkirchen- Siemens Solar GmbH, München- Solar World, Bonn- Solar-Application GmbH, Freiburg- Solar-Fabrik GmbH, Freiburg- Solarwatt GmbH, Dresden- Stadtwerke Karlsruhe, Karlsruhe- Stadtwerke Aachen AG STAWAG, Aachen- Steca GmbH, Memmingen- Stiftung Energieforschung Land Baden-

Württemberg- Sto AG, Stühlingen- Süd-Chemie AG, München- Sunlight Power Maroc, Rabat, Marokko- Suptina Grieshaber, Schapbach- TeCe, Selb- Trama Tecno Ambiental, Barcelona, Spanien- Transénergie, Lyon, Frankreich- TÜV Rheinland Sicherheit und Umweltschutz

GmbH, Köln- Unaxis, Hanau- Vegla GmbH, Aachen- Velux A/S, Vedbaek, Dänemark- Warema Renkhoff GmbH, Marktheidenfeld- Weltbank, Washington, USA- Wirtschaftsministerium NRW- Würth Elektronik Systemtechnik,

Marbach am Neckar - Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-

Forschung ZSW, Stuttgart/Ulm


Internationale Kooperationen

In zunehmendem Maße arbeiten wir in unserenProjekten mit internationalen Einrichtungenzusammen.

- Agricultural University of Athens, Griechenland

- Air Liquide S.A., Sassenage, Frankreich- Alcatel Standard Electricia S.A.,

Madrid, Spanien- Altaier Zentrum Nichttraditionelle Energetik u.

Energieeinsparung, Barnaul, Russland- APEX Ingénierie, Laverune, Frankreich- Arge Erneuerbare Energie, Gleisdorf,

Österreich- A. S. Ioffe Institut, St. Petersburg, Russland- Australian National University - ANU,

Canberra, Australien- Berner Fachhochschule, Hochschule für

Technik und Architektur, Burgdorf, Schweiz- BPP Teknologie LSDE, Technical

Implementation Unit, Energy Technology Laboratory, Serpong Tangerang, Indonesien

- British Petroleum BP Solar International, Sunbury, Großbritannien

- CEA-GENEC – Centre de Caderache, Saint-Paul-lez-Durance, Frankreich

- Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Palaiseau/Meudon/Strasbourg/ Marseille/Montpellier, Frankreich

- Centre Scientifique et Technique du Bâtiment CSTB, Grenoble, Frankreich

- Centro de Investigación en Energía y Agua, CIEA, Las Palmas de Gran Canaria, Spanien

- CIEMAT Instituto de Energías Renovables IER, Madrid, Spanien

- Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC, Madrid, Spanien

- Council on Renewable Energy CORE in the Mekong Riparian Countries

- Curtin University of Technology Western Australia, Perth, Australien

- De Nora s.p.a., Mailand, Italien- Det Norske Meteorologisk Institutt,

Bergen, Norwegen- Ecole des Mines, Paris (Centre d´Energétique,

Sophia Antipolis), Frankreich


- Ecole Nationale des Travaux Publics de L’Etat ENTPE, Lyon, Frankreich

- Elkem, Kjeller, Norwegen- ENECOLO AG, Mönchaltorf, Schweiz- Epichem Ltd, Merseyside, UK- Esbensen Consulting Engineers,

Virum, Dänemark- Georgia Institute of Technology, Atlanta, USA- Hebrew University, Jerusalem, Israel- Hydrogen Systems, Sint-Truiden, Belgien- Instituto Catalan de Energía ICAEN,

Barcelona, Spanien- Instituto de Energía Solar IES, Madrid, Spanien- Instituto de Investigaciones Electricas,

Cuernavaca, Morelos, Mexiko- Instituto Nacional de Tecnica Aerospacial

»Esteban Terradas« INTA, Madrid, Spanien- Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia

Industrial INETI, Lissabon, Portugal- International Energy Agency IEA,

Paris, FrankreichPhotovoltaic Power Systems Programme PVPS - Task 5:»Grid Interconnection of Building

Integrated and Other Dispersed PV Power Systems«

- Task 7: »Photovoltaic Power Systems in the Built Environment«

- Task 9: »PV Deployment in Developing Countries«

Solar Heating & Cooling Programme SHCP- Task 21: »Daylight in Buildings«- Task 25: »Solar Assisted Air Conditioning

of Buildings«- Task 27: »Performance of Solar Façade

Components«- Task 28: »Solar Sustainable Housing«

- Interuniversity Microelectronics Center, IMEC, Leuven, Belgien

- Joint Research Center ISPRA, ESTI Group, Ispra, Italien

- Kema Nederland B.V., Arnheim, Niederlande

- Microelectronic Center – MIC, Kopenhagen, Dänemark

- National and Kapodistrian University of Athens, Athen, Griechenland

- National Institute for Chemistry, Ljubljana, Slowenien

- National Renewable Energy Laboratory NREL, Golden, USA

- Naval Research Laboratory, Washington, USA- Netherlands Energy Research Foundation ECN,

Petten, Niederlande- Reusselaer Polytechnic Institute, Troy, USA- Rutherford Appleton Laboratory CCLRC,

Chilton, Großbritannien- Solar Energy Research Training Center SERT,

Naresuan University, Phitsanulok, Thailand- Solarenergie Prüf- und Forschungsstelle,

Rapperswil, Schweiz- Staatliche Prüf- und Forschungsanstalt,

Boras, Schweden- TNO Building and Construction Research,

Delft, Niederlande- Tokyo University of Agriculture and Technology,

Tokyo, Japan- Toyota Technological Institute, Nagoya, Japan- Trama Tecno Ambiental, Barcelona, Spanien- Universitas Indonesia, Jakarta, Indonesien- Universidad San Juan UNSJ,

San Juan, Argentinien- Universiteit Utrecht, Utrecht, Niederlande- University Center of Excellence for Photovoltaic

Research, Atlanta, USA- University of New South Wales UNSW,

Sydney, Australien- Uppsala University, Uppsala, Schweden- Vergnet S. A., Ingré, Frankreich- World Bank, Washington, USA

Internationale Kooperationen

Forschungsgebiete- Optisch selektive Schichten,

Antireflexschichten- Transparente Wärmedämmung- Optisch schaltbare Fenster und Fassaden- Systeme mit selbstregelndem Überhitzungs-

schutz- Komponenten für die Tageslichtlenkung- Thermische Kollektoren für Brauchwasser

und Prozesswärme- Thermochemische Speicher und

Solare Kühlung- Optische und thermische Vermessung

komplexer Fenster- und Tageslichtsysteme- Verbesserte Simulationsprogramme im

Bereich optischer und thermischer Systeme- Steuerung und Regelung von Energiever-

sorgungssystemen- Visualisierung der Lichtverteilung im Gebäude- Energieeffizienz im Gebäude- Kleinstwärmepumpen, Lüftungsgeräte,

Luft-Erdregister- Gesamtenergiekonzepte für Bauten

Dienstleistungen- Spektralmessungen zur Qualitätssicherung- Optische Beschichtungen nach Wunsch- Beständigkeitsprüfungen (Alterungstests) - Fluiddynamische Simulationen- Thermisches und Optisches Prüflabor

(TOPLAB): Bestimmung von optischen und thermischen Systemkenngrößen

- Charakterisierung von Sorptionssystemen- Leistungsmessungen an Brauchwasser- und

Hochtemperaturkollektoren (DIN-Prüfstelle)- Raytracing-Simulation zur Auslegung von

optischen Systemen (z.B. Sonnenschutz)- Energetische und lichttechnische Vermessung

von Fassaden im Freilandprüfstand FASTEST- Energiekonzepte und Energieplanung- Lichtplanung- Dynamische Gebäude- und Anlagensimulation:

TRNSYS, ESPr, SMILE, ColSim- Lichtsimulation inkl. Videoanimation der

Ergebnisse: RADIANCE- Softwareentwicklung für die Modellierung von

thermischen und optischen Systemen- Gesamtenergiekonzepte für Gebäude und

Siedlungen- Konzeption und Energieanalyse von

Demonstrationsgebäuden- Tests und Messungen an Wohnungs-

lüftungsgeräten

Apparative Ausstattung- Optische Charakterisierungslabore- PVD-Beschichtungsanlage (1m2 Größe)- Feldemissionsrasterelektronenmikroskop- Thermochemisches Analyselabor- Laserbelichtungsstand zur Erzeugung von

großflächigen Submikronstrukturen- Klimakammern für beschleunigtes Altern- Freiland-Testfeld (Kollektoren) - 2 drehbare Tageslichtmessräume- Apparatur zur 3-D-Visualisierung von

Lichtsimulationen- Fassadenteststand- Speicher- und Systemteststände für

Solare Kollektorsysteme und Solare Klimatisierung

- Teststand Lüftungs-Kompaktgeräte


Die Abteilungen im Überblick

Thermische und Optische SystemePriv. Doz. Dr. Volker Wittwer

EnergietechnikDr. Angelika Heinzel

Forschungsgebiete- Elektrochemische, chemische und thermische

Energiewandler- Polymermembranbrennstoffzelle- Mikroenergietechnik- Erzeugung von Wasserstoff durch Elektrolyse,

durch Reformierung von C-stämmigen Brennstoffen und durch Aufbereitung von Gas aus Biomasse

- Katalytische Brenner für Erdgas, Heizölund Wasserstoff

- Sicherheits- und Speichertechnik für Wasserstoff

Dienstleistungen- Beratung und Betreuung bei der

Errichtung von Wasserstoffsystemen- Konzeption von Energieversorgungssystemen

mit Brennstoffzellen - Charakterisierung von Brennstoffzellen

und Brennstoffzellenkomponenten- Simulation von Brennstoffzellenprozessen- Entwicklung von Komponenten für

Brennstoffzellensysteme- Entwicklung schadstoffarmer Brenner- Wissenschaftliche Studien, Studien zum

Marktpotenzial mit Schwerpunkt Mikrosystemtechnik

Apparative Ausstattung- Wasserstoff-Technikum- Brennstoffzellenlabor für elektrochemische

Charakterisierungsverfahren, ortsaufgelöste Messungen, Impedanzspektroskopie und Herstellung von Membran/Elektroden-Einheiten

- Brennerlabor mit Abgasanalytik und Charaktisierung von Katalysatoren

- Mess- und Analyselabor: Quecksilber-Porosimetrie, Gaschromatograph, Differential Scanning Calorimeter DSC

- Rasterelektronenmikroskop mit energie-dispersiver Röntgenanalyse

- FTIR (Fourier Transformations Infrarot Spektrometer)

- Mikrofräse- Teststände zum Charakterisieren von

Katalysatoren zur Reformierung und Gasreinigung, kinetisch und integral

- Wärmeverteilung in Brennstoffzellen mittels IR-Thermographie

- Teststand für Thermophotovoltaik-Systeme





Solarzellen – Werkstoffe und TechnologiePriv. Doz. Dr. Gerhard Willeke

Forschungsgebiete- »High-efficiency« Silicium-Solarzellen- Multikristalline Silicium-Solarzellen mit

hohem Wirkungsgrad- Dünnschicht-Solarzellen aus kristallinem

Silicium- Entwicklung von Solarzellenmaterialien aus

Si und III-V-Halbleitern- III-V-Konzentrator-Solarzellen und Systeme- III-V-Epitaxie - Gasphasenabscheidung von Silicium für

kristalline Dünnschichtzellen- Rekristallisation von Siliciumschichten

mit optischer Heizung- Charakterisierungsverfahren für Silicium- Plasmatechnologien für die Photovoltaik- Innovative Metallisierungstechniken für

Solarzellen- Industrienahe Solarzellentechnologie- Texturierung, Strukturierung und Passivierung

von Siliciumoberflächen- Herstellen von Si-CVD-Schichten

- Rekristallisation von Si-Schichten- Entwicklung von Anlagen für die Herstellung

von Si-Bändern (SSP), für die Si-Abscheidung (CVD) und für die Si-Rekristallisation (ZMR)

Dienstleistungen- Technologieoptimierung für Solarzellen- Entwicklung von Halbleiter-

Charakterisierungsverfahren- Kleine Serien von Hochleistungssolarzellen- Optimierung von Herstellverfahren für

Solarzellenmaterialien- Charakterisierung von Halbleitermaterialien- Photovoltaik-Studien- Kalibrierung und Charakterisierung von

Solarzellen- Evaluierung von neuartigen Prozessabläufen

Apparative Ausstattung- Reinraumlabor- Standardsolarzellentechnologie- Industrienahe Fertigungslinie

(Sieb- und Tampondruck, RTP-Durchlaufofen,RTP-Durchlauf-Diffusionsofen)

- Charakterisierung von Solarzellen: I/U-Kennlinie, SR, LBIC, PCVD, MSC,Diffusionslängen-Topographie

- Charakterisierung von Materialien: MW-PCD, MFCA, DLTS, CV, SPV

- Gasphasenabscheideverfahren für Si, RTCVD - Plasmaätzanlage- Flüssigphasenepitaxie für GaAs, LPE- MOVPE für III-V-Epitaxie- Optische Heizanlagen für die

Siliciumherstellung und -bearbeitung- Schichttechnologie: Plasmaabscheidung,

Aufdampfen, Galvanik, Kontaktieren- Charakterisierung: Röntgenbeugung,

Trägerlebensdauer, Photolumineszenz, Ellipsometer, IR-Fourierspektrometer, Glow-Discharge-Massenspektrometer, Rasterelektronenmikroskop mit EBIC, ECV Profiling

- Sieb- und Tampondruck für Solarzellen- Kalibrierlabor für Solarzellen- Dauerlicht Sonnensimulator- Filtermonochromator- Gittermonochromator- RTP-Anlagen

Elektrische EnergiesystemeDipl.-Ing. Klaus Preiser

Forschungsgebiete- Produkte mit integrierter photovoltaischer

Energieversorgung- Elektronische Komponenten für Batterien

und PV-Anlagen- Ladestrategien für Speicherbatterien- Stromversorgung mit Photovoltaik in

Inselanlagen- Betriebsführung in Inselanlagen- Ländliche Elektrifizierung in netzfernen

Gebieten- Ländliche Trinkwasserversorgung und

-aufbereitung- Photovoltaik im Netzverbund- Photovoltaik an Gebäuden- Computersimulation und Energieflussanalysen- Entwicklung von Präzisionsmesstechnik für die

Photovoltaik

Dienstleistungen- Planung, Ausführung und Bewertung

photovoltaischer Anlagen- Prototypentwicklung und Qualifizierung

photovoltaisch versorgter Produkte- Messwerterfassung und Datenauswertung bei

photovoltaischen Systemen- Netzfreie Energieversorgung von

Telekommunikations- und Informations-systemen

- Kalibrierung und Charakterisierung von Solarmodulen und Solargeneratoren

- Visualisierung und Optimierung für Photovoltaik an Gebäuden

- Weiterbildung und Beratung im Bereich Solarenergie

- Elektromagnetische Verträglichkeits-Messungen (EMV) an Komponenten und Systemen

Apparative Ausstattung- Kalibrierlabor für Solarmodule- Blitzlichtsimulator- DC-Labor für Test und Entwicklung von PV-

Systemkomponenten und Endverbrauchs-geräten

- Lichtmesstechniklabor- Entwicklungslabor für photovoltaisch

versorgte Industrieprodukte- Teststände für vielzellige Batterien,

Hybridspeicher und Geräte zur Energieaufbereitung

- Freiland-Testfeld zur Erprobung von Solarkomponenten

- AC-Labor mit Wechselrichter-Teststand und Messeinrichtung für elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

- EMV-Messkammer- Pumpenmessstand- Teststand für Trinkwasseraufbereitungssysteme




Forschungstrends 2001

In vielen Wirtschaftsbereichen gehören erneuer-bare Energien und Energieeffizienz bereits zumtäglichen Technikrepertoire. Ihr Marktanteilwächst kraftvoll, sie beginnen die »Fläche« zuerobern. Bestes Beispiel ist der Bausektor: SolareNiedrigenergiehäuser setzen sich im privatenWohnungsbau mehr und mehr durch.

Forschung, die diese Ausweitung der Anwen-dung unterstützen will, muss eine große Band-breite aufspannen: Immer wieder neue Materi-alien, Komponenten, Techniken und Anwen-dungsideen liefern ist die eine Seite. Die andereSeite ist produkt- und kundenorientiert. Ihr Maß-stab ist der Markt, sie orientiert sich an denBedürfnissen der Unternehmen. Sie erleichtertdie Anwendung, verbessert die Wirtschaftlich-keit, rundet das Endprodukt ab, sichert Qualitätund Nutzerzufriedenheit. Dazu gehören effizien-te Berechnungs- und Simulationswerkzeuge fürdie professionelle Planung und Beratung, ratio-nelle Fertigungstechniken, Qualitätskontrolle von Komponenten, Vermittlung von »lessonslearned« aus Demonstrationsprojekten, Erar-beitung von Normen und immer wieder dieGesamtsicht - das System gilt es zu optimieren,alle technischen, ökologischen, ökonomischenund sozialen Abhängigkeiten zu berücksichtigen.

Besonders deutlich demonstriert das FraunhoferISE diese umfassende Denkweise beim integrier-ten Systemansatz: Bei der Einführung von photo-voltaischen Solar Home Systemen in Entwick-lungsländern helfen Psychologen und Sozio-logen, die Menschen vor Ort gestalten den Pro-zess mit und können die Technik nach dem Pro-jektende selbständig betreuen.

Daneben lebt Forschung immer noch von einemkreativen Freiraum mit Geistesblitzen und genia-len Einfällen. Einige Beispiele, die Sie im vorlie-genden Jahresbericht finden: Aus SolarwärmeKlimatisierungskälte machen, durch Mikrostruk-turierung Oberflächen lebenslang sauber halten,mit Tandemzellen den Weg hin zu 40 % Wir-kungsgrad beschreiten.

Solarforschung im Jahr 2001 besteht deshalbmehr denn je aus interdisziplinärer Teamarbeit.Vom hochfliegenden Visionär über den kühlenRechner bis zum tüftelnden Ingenieur müssenalle so eingebunden werden, dass aus gutenIdeen rasch und mit minimalem Aufwand erfolg-reiche Produkte entstehen. Angewandte For-schung heißt in vielen Fällen, neben der Ideeauch die Werkzeuge für Produktion und Ver-marktung zu liefern.


Thermische und optische Systeme

Die Gebäude der Zukunft werden sich zu einemgroßen Teil selbst mit Energie versorgen. Zusam-men mit einem knappen Dutzend Industriepart-nern erarbeitet das Fraunhofer ISE in einem Leit-projekt die technischen, planerischen und orga-nisatorischen Voraussetzungen für eine Bau-weise, die Gebäude als Gesamtenergiesystemebegreift.

Simulationen machen dabei die komplexen Zu-sammenhänge transparent und gestatten auchin wirtschaftlicher Hinsicht eine »Ziellandung«:Exakte Voraussagen können teure Sicherheits-zuschläge bei der Planung vermeiden und denWeg zu »schlanken Gebäuden« ebnen. DieGenauigkeit wird ständig verfeinert. Derzeitarbeiten wir mit minütlichen Mittelwerten fürTageslicht, meteorologische Daten undEnergieflüsse im Gebäude. StochastischeModelle können in Kürze auch das individuelleNutzerverhalten abbilden.

Integrierte Planung der Gesamtenergieversor-gung erlaubt ein Höchstmaß an planerischerFreiheit: Der Bauherr kann wählen von kurzfristi-ger Wirtschaftlichkeit als oberster Prämisse überzusätzliche solare Optionen bis hin zu einemGebäude, das mehr Energie liefert als es ver-braucht. Technische Elemente dieser Entwicklungim Wohnungsbau sind z. B. Kompaktheizgerätemit Kleinstwärmepumpen für die thermischeVersorgung von Solar-Passivhäusern und Sorptionsspeicher zur langfristigen Wärme-speicherung.

Je mehr Solarenergie ein Gebäude nutzt, destowichtiger ist der Sonnenschutz. Der Forschungs-trend im Oberlichtbereich geht weg von mecha-nischen Elementen: Schaltbare Verglasungenändern die Transmission von Fenstern und Ober-lichtern ganz nach Wunsch ohne bewegte Teile. Mikrostrukturierte Oberflächen lenken direktesLicht gezielt ab.

Ein genereller Trend, nicht nur für Gebäude, istMultifunktionalität. War bisher Schutz oderSchönheit die wichtigste Funktion einer Gebäu-deoberfläche, so werden die Oberflächen der

Zukunft z. B. auch energiesammelnd oder – wiebeim »Lotuseffekt« – leicht zu reinigen sein.

Solarkollektoren zur Brauchwassererwärmung inPrivathäusern sind Stand der Technik. Die For-schung konzentriert sich derzeit auf zweierlei:

- Große Systeme. Optimierte Regelungen gewährleisten z. B. bei der Prozesswärmeerzeugung effizientenBetrieb.

- Neue Anwendungsgebiete.Korrosionsfeste Kollektoren ermöglichen Meer-wasserentsalzung zur Trinkwassergewinnung; und sorptionsgestützte Prozesse liefern umweltfreundlich Klimatisierung mit Wasserals Kältemittel und Sonne als Antriebsenergie. Niedrigenergiebauweise rückt solare Raum-heizung mit neuen Material- und Speicher-konzepten wieder in den Fokus.

Energietechnik

Der Arbeitsschwerpunkt »Mikroenergietechnik«steht für einen generellen Trend: kleiner und lei-stungsfähiger. Brennstoffzellen als Kleinstkraft-werke im Batterieformat könnten einenQualitätssprung bei der Stromspeicherung dar-stellen. Geräteintegrierte Hochleistungs-Solarmodule sichern die Nachladung.Thermoelektrik und Thermophotovoltaik wan-deln ohne bewegte Teile Wärme in Strom um –100 % zuverlässig auch unter widrigstenUmweltbedingungen und an unzugänglichenStandorten.

Die Brennstoffzelle ist zu einem Hauptthemageworden. Sie ist ähnlich modular an den Bedarfanpassbar wie die Solarzelle, hat ebenfalls keinebewegten Teile und liefert mit hohem Wirkungs-grad aus Wasserstoff umweltfreundlich Strom.Insbesondere für den Verkehr der Zukunft spieltdie Erzeugung von Wasserstoff durch Refor-mierung von gasförmigen oder flüssigen Brenn-stoffen eine zentrale Rolle. Reformierung istauch der Schlüssel, um Erdgas in Brennstoff-zellen-Blockheizkraftwerken zur Energieversor-gung von Gebäuden einsetzen zu können.



Solarzellen - Werkstoffe und Technologie

Ob kristallines Silicium oder III-V-Verbindungshal-bleiter, der gemeinsame Nenner heißt Industrie-relevanz, Wirkungsgradsteigerung und Kosten-senkung. Das Institut verfolgt dabei drei Stoß-richtungen:

- Bewährtes Material weiterentwickeln: Der dominierende Marktführer kristallines Silicium besitzt ein weiterhin hohes Kostenreduktions-potenzial. Durch neue kostengünstige Her-stellungsverfahren lassen sich mit den Arbeits-pferden multikristallines Blockguss- und Czoch-ralski-Silicium noch manche Rennen gewinnen.Ziele weiterer Arbeiten sind das schnelle Prozessieren, die Verwendung dünner und dünnster Wafer und die industrielle Um-setzung der bereits erreichten 20 % Zell-wirkungsgrad auf 10 x 10 cm2.

- Technologien der nächsten und übernächsten Generation erforschen: Hierzu zählt die kristalline Silicium-Dünnschichtzelle, die bereitsWirkungsgrade von knapp 20 % vorzuweisen hat. Ziele weiterer Arbeiten sind vor allem kostengünstige Substrate und großflächige, kontinuierliche Abscheideverfahren. Eine andere Strategie verfolgen III-V-Höchst- leistungsolarzellen, die aufgrund überlegener Leistungsmerkmale gerade den Weltraum-markt erobern. Für die terrestrische Anwen-dung macht ihr Einsatz in konzentrierenden Systemen Sinn und bringt deutliche Kosten-vorteile. Die erreichten 31 % Zellwirkungs- grade lassen sich noch auf 40 % verbessern; vor allem muss aber noch an den System-komponenten gearbeitet werden.

- Den Abstand zwischen Forschung und Fertigung verringern: Die Fertigungskapa-zitäten werden größer, die Innovationszyklen kürzer, der Wettbewerb schärfer. Forschung wird deshalb immer stärker produktionsbe-gleitende Formen haben. Das Fraunhofer ISE geht diesen Weg konsequent, indem es ihn mit kräftigen Impulsen zu einem Schwerpunkt gemacht hat. Dazu gehört ein deutlicher Aus-bau unserer produktionstechnischen Labors in Freiburg und in Gelsenkirchen.


Elektrische Energiesysteme

Die Photovoltaik erobert mit riesigen Schritteneinen Multimilliardenmarkt. 100 000 Dächer-Programm und Erneuerbare-Energien-Gesetzhaben der netzgekoppelten Photovoltaik inDeutschland das Tor zum Markt weit aufge-stoßen. Portable Geräte und Telekommunikationboomen und Solar Home Systeme werden zueinem Massenprodukt. In einem Moment, da derMarkt endlich zu »ziehen« beginnt, ist die aktiveBegleitung der Marktentwicklung wichtig, damitdas positive Image von Photovoltaik auch in derbreiten Anwendung erhalten bleibt. Beispieledafür sind:

- Monitoring: Energieertrag sichern; grüne Stromtarife zertifizieren

- Energieverteilung: Mit Energieversorgung und Industriepartnern den Umbau hin zu einerintelligenten, kundenfreundlichen, dezentralenNetzstruktur vorbereiten

- Ländliche Elektrifizierung: Die Menschen vor Ort einbeziehen, mit Mikrofinanzierung wirtschaftliche Barrieren beseitigen, mit nationalen Testlabors die Nachhaltigkeit der Projekte gewährleisten

- Messtechnik: Entwicklung von Verfahren und Geräten zur produktionsnahen Qualitäts-kontrolle

- Internationale Normen: Vergleichbarkeit, Qualitätsstandards und Planungssicherheit gewährleisten

Für Anwendungen wie Telekommunikationsein-richtungen mit höchsten Anforderungen an dieVerfügbarkeit, setzen sich Hybridsysteme immermehr durch. Neben PV-Anlagen zur Einzelhaus-versorgung treten zunehmend Dorfstromver-sorgungsanlagen in den Vordergrund. In Ent-wicklungsländern wird die Bereitstellung vonsauberem Trinkwasser zu einer immer wichtige-ren Anwendung.

Wie bei Solar Home Systemen zeigt sich auchbei allen anderen Inselanwendungen, dassBatterien von der Anfälligkeit und der Kosten-seite her die Schwachstelle sind. Batterie-management und die Entwicklung speziellerBatterietypen sind zwei Antworten der For-schung darauf.

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Forschen und Entwickeln in Solarthermie und Optik

Solares Bauen – Beraten, Planen, Umsetzen

Messen und Prüfen in Solarthermie und Optik

Energietechnik

Solarzellen – Werkstoffe und Technologie

ISE CalLab – Präzisionsmessung in der Photovoltaik

Netzferne Energieversorgung

Geräte- und Komponentenentwicklung

Netzgekoppelte Energiesysteme




Auffächerung von Weißlicht durch Beugung an einer periodischenOberflächenstruktur (optisches Gitter). Großflächige periodischeund stochastische Strukturen werden bei entspiegelten, licht-streuenden, schmutzabweisenden und weiteren funktionalenOberflächen eingesetzt.


Zwei Beispiele:Mit ultrafeinen Strukturen im Bereich100 Nanometer bis einige Mikrometerbekommen Oberflächen besondereEigenschaften. Als optisch-funktionaleSchichten machen sie aus herköm-mlichen Produkten Innovationen, diemehr können, z. B. die Entspiegelungvon Anzeigen oder Selbstreinigungvon Fassaden bei Beregnung.

Vernetzte Regelungen optimieren dieelektrisch-thermische Gesamtenergie-versorgung in Gebäuden. Da dieHäuser der Zukunft vielfach dezentraleMini-Kraftwerke der Energieversor-gung sein werden, berücksichtigensolche Regelstrategien auch Bedürf-nisse des Stromnetzes und beziehenWettervorhersagen und Stromtarifemit ein.

So nutzen wir die Kompetenzen ausder Erforschung erneuerbarerEnergien für attraktive Produkte aufeinem stark expandierenden undnachhaltigen Markt.


Bauen und Wohnen ist in ökolo-gischer und ökonomischer Hinsicht eintragender Zukunftsmarkt. Zum einengeht rund ein Drittel der Endenergiein Deutschland in Heizung und Warm-wasser. Mit Energieeffizienz undSolarenergie können wir ein riesigesCO2-Minderungspotential erschließen.Zum anderen sind viele dieser Maß-nahmen schon heute wirtschaftlich,steigende Energiepreise erschließendem Markt immer mehr Konzepte, dienoch vor kurzem Forschung undDemonstration vorbehalten waren.

Hier setzen wir an: In enger Zusam-menarbeit mit Herstellern entwickelnwir Materialien und Verfahren, umdem Markt mit neuen Ideen immerein gutes Stück voraus zu sein. Dasgilt für die klassischen Bereiche vonthermischen Solaranlagen und solar-em Bauen wie Wassererwärmung,Heizen, Kühlen, Speichern, Beleuch-ten, genauso wie für Gesamtenergie-konzepte, bei denen Häuser im Strom-netz eine aktive Rolle übernehmen.

Ansprechpartner

Beschichtungen Dipl.-Ing. Wolfgang Graf Tel.: +49 (0) 7 61/4 01 66-85E-Mail: [email protected]

Bewertung und ener- Dr. Werner Platzer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 31getische Optimierung E-Mail: [email protected] Fassaden

Erdwärmetauscher Dipl.-Phys. Christian Reise Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 82E-Mail: [email protected]

Lichtstreuung und Dr. Werner Platzer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 31thermotrope Schichten E-Mail: [email protected]

Nano- und mikro- Dr. Andreas Gombert Tel.: +49 (0) 7 61/4 01 66-83 strukturierte Materialien E-Mail: [email protected]

Neue Kollektorkonzepte Dipl.-Phys. Matthias Rommel Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 41E-Mail: [email protected]

Regelung und Dr. Christof Wittwer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 15Steuerung E-Mail: [email protected]

Sorptive Materialien Dr. Hans-Martin Henning Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 34E-Mail: [email protected]




Großflächige 3D-Nano- undMikrostrukturen – »Nanofab«

Mikrostrukturierte Oberflächen kön-nen Funktionen wie Lichtlenkung oderSelbstreinigung übernehmen. Ein Ver-bund aus zehn Partnern arbeitet anVerfahren zur Herstellung homogenstrukturierter Flächen von 800 x1 000 mm2 Größe.

Benedikt Bläsi, Christopher Bühler,Andreas Gombert, Volker Kübler*,Michael Niggemann, Christine Wellens, Armin Zastrow

Mikrostrukturierte Oberflächen kön-nen Licht aufspalten und in gewün-schte Richtungen lenken. Aus einerIsolierglasscheibe wird so ein Tages-lichtelement. Winzige Retroreflektorenmachen Fahrbahnmarkierungen oderVerkehrszeichen besser erkennbar.Selbstreinigende Oberflächen, diekünstliche Haifischhaut, Schleifpa-piere, Mikroreaktoren - all das sindAnwendungen der nanometergenaustrukturierten Oberflächen.

Mikroreplikation der Originalstrukturüber galvanische und formgebendeProzesse bei Kunststoffen wie Heiß-prägeverfahren, UV-aushärtende Ver-fahren, Spritzguss, ermöglicht kosten-günstige Produktion. Die aufwändigeOriginalstruktur belastet das Formteilnur mit wenigen Pfennigen.

Die Nachfrage ist groß, bisher fehltenjedoch zur Herstellung Master mitkontinuierlichen Strukturprofilen (3D-Strukturen) und relativ großen homo-gen strukturierten Flächen.

Das BMBF-geförderte Verbundprojekt»Nanofab« entwickelt daher Werk-zeuge zur Herstellung von Strukturenmit nanometergenauen Konturen aufgroßen Flächen. Die Schlüsselrollespielt hierbei das nahtlose Aneinan-dersetzen kleiner mikrostrukturierterFlächen in Prägetechnik (Abbildung 1).Diese Technik heißt Rekombination.Sie ist mit Nahtbreiten im Bereich100 µm Stand der Technik. DasProjekt »Nanofab« strebt Nahtbreitenin der Größenordnung von 1 µm an.

Die Fraunhofer-Institute für Produk-tionstechnologie IPT, für Siliciumtech-nologie ISIT und für Solare Energie-systeme ISE entwickeln neue Struk-turen und die Rekombinationstechnik.Die Fa. Kugler baut die notwendigenPositioniersysteme, Scana und FresnelOptics vervielfältigen die Strukturen,Creavis entwickelt selbstreinigendeOberflächen, Nanofocus und FRT(Fries Research and Technology GmbH)stellen die Messtechnik bereit undBeiersdorf rüstet die mikrostrukturier-ten Kunststofffolien selbstklebend aus.

Arbeitsschwerpunkte am FraunhoferISE sind Mikrostrukturen zur Tages-lichtnutzung und ein holographischesStrukturierungsverfahren für großeFlächen.

Zur Tageslichtnutzung verwenden wirüberwiegend Prismenarrays. Die Pris-menflanken dienen zur Brechung oderTotalreflexion. Wir untersuchen auchparabolische Elemente. Sie bieten optische Vorteile, sind aber schwier-iger herzustellen. Die wesentlicheFrage ist die Dimension der Struk-turen: Ab welcher Größe zerstörenBeugungseffekte die mit geometrisch-optischen Methoden entworfeneFunktion?

Die holographische Belichtung vonPhotoresist gestattet die großflächigeHerstellung bestimmter Strukturen ineinem Schritt. Wir wollen im Projekthomogene Prägewerkzeuge mit ent-spiegelnden Mottenaugenstrukturenauf einer Fläche von 600 x 800 mm2

herstellen, dem Dreifachen der bisherstrukturierbaren Fläche. Dafür könnenwir nicht einfach bestehende Prozesseskalieren, sondern müssen viele Kom-ponenten des optischen Aufbaus neukonzipieren - darunter einen auto-matisierten, hochstabilen Probenhalterfür die holographische Belichtung.

* PSE Projektgesellschaft Solare Energiesysteme mbH, Freiburg

Abb.1: Rekombinationsverfahren. Dabei werden kleine mikrostruk-turierte Flächen wie mit einem Stempel nahtlos aneinander gesetzt.



Photoelektrochrome Fenster

Photoelektrochrome Fenstersystemesind in ihrer Transmission schaltbar.Die Energie zum Verfärben liefert dasSonnenlicht. Daher ist keine Span-nungsversorgung notwendig. Anwen-dungen sind Überhitzungs- undBlendschutz z. B. im Gebäude- oderKfz-Bereich.

Andreas Georg, Anneke Hauch*,Wolfgang Graf, Volker Wittwer

Photoelektrochrome Systeme sindeine Kombination aus einer elektro-chromen Zelle und einer elektro-chemischen Solarzelle. Am FraunhoferISE entstand die Idee zu dem Aufbauvon Abbildung 1, der in besondersgünstiger Weise eine Farbstoffsen-sibilisierte Solarzelle und ein elektro-chromes Element verbindet. So ist dieFärbezeit unabhängig von der Fläche,die Transmission kann auch im be-leuchteten Zustand variiert werdenund das System lässt sich zusätzlichdurch eine externe Spannungschalten. Erste Muster verringern ihreTransmission unter Beleuchtung in dreiMinuten von 61 % auf 15 %. Sieentfärben in ca. 2 Minuten.

AufbauEin Glassubstrat wird mit einertransparenten, elektrisch leitfähigenSchicht (TE) und einer elektrochromenWO3-Schicht belegt. Darauf wird einenanoporöse TiO2-Schicht aufgebracht.Die durch die Porosität stark ver-größerte Oberfläche des TiO2 ist miteiner Monolage eines Farbstoffesbedeckt. Die Poren und der Freiraumzwischen TiO2 und Gegenelektrodesind mit einem Elektrolyt ausgefüllt, indem Lithiumjodid (LiI) gelöst ist. DieGegenelektrode ist ein zweites, miteiner TE-Schicht bedecktes Glassub-strat, das mit einer dünnen, trans-parenten Pt-Schicht beschichtet ist.

Die beiden transparenten ElektrodenTE sind über einen externen Schaltermiteinander verbunden. Prinzipiellkönnen die TiO2- und die WO3-Schicht in ihrer Reihenfolge vertauschtoder zu einer Schicht vereinigtwerden.

Funktion des FärbeprozessesUnter Beleuchtung (obere Hälfte vonAbbildung 1) wird der Farbstoffangeregt. Er gibt ein Elektron an dasTiO2 ab, dieses leitet es weiter zumWO3. Dort reduziert es das Wolframund färbt es von transparent zu blau.Der Farbstoff erhält sein Elektronzurück von einem I--Ion aus demElektrolyten, welches zu I3- oxidiertwird. Die überschüssig gewordenenLi+-Ionen diffundieren durch dieporöse TiO2 in die WO3-Schicht undsorgen so für den Ladungsausgleich.Für den Färbeprozess ist die TE-Schichtohne Bedeutung, das System arbeitetals passives photochromes Element.Somit ist insbesondere die Schaltzeit

zum Färben unabhängig von der TE-Schicht und unabhängig von derFläche des Elements. Dies ist ein Vor-teil gegenüber herkömmlichen elek-trochromen Fenstern, bei denen dieSchaltzeit von der Leitfähigkeit der TE-Schicht begrenzt wird und starkvon der Fläche abhängt.

Funktion des EntfärbeprozessesSchließt man den externen Schalter(untere Hälfte von Abbildung 1), sokönnen die Elektronen aus dem WO3über den Schalter zur Gegenelektrodefließen. Hier katalysiert das Platin dieRückreaktion des I3- zum I-. Gleichzei-tig wandern Li+-Ionen zurück in denElektrolyten. Dieser Prozess findetauch bei Beleuchtung statt, d. h. dieTransmission kann sowohl bei Be-leuchtung als auch im Dunkeln durchdas Schalten wieder erhöht werden.

* Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum FMF, Freiburg

Abb.1: Schematischer Aufbau und Funktionsweise desphotoelektrochemischen Elements (TE: transparente,elektrisch leitende Schicht). Obere Hälfte: Färben beiBeleuchtung, untere Hälfte: Entfärben.




Konzept für eine mehrstufigeAdsorptionswärmepumpe

Adsorptionswärmepumpen könnenden Verbrauch an Erdgas für Hei-zungszwecke deutlich reduzieren.Simulationen einer zweistufigen Ad-sorptionswärmepumpe zeigen dasPotenzial und den zu erwartendenWirkungsgrad dieser Technologie imjahreszeitlichen Einsatz.

Hans-Martin Henning, FrankLuginsland*, Tomas Núñez

In dem neuartigen Verfahren setzenwir zwei unterschiedliche Adsor-bentien ein, um mit wenig Wärmehoher Temperatur viel Umgebungs-wärme auf ein nutzbares Temperatur-niveau anzuheben. Die Wärme hoherTemperatur stammt aus Erdgas. DieHeizzahl gibt das Verhältnis von Nutz-wärme zu eingesetzter Energie ausErdgas an. Ist sie z. B. 2, dann wirddas Erdgas doppelt so gut ausgenutztals wenn es direkt zur Raumheizungverwendet wird.

Wir konnten die prinzipielle Mach-barkeit sowohl der Feststoffadsorptionzur Wärmetransformation als auch desspeziellen mehrstufigen Verfahrensnachweisen.

Wir bestimmten die Heizzahl als Funk-tion der mittleren Heizmitteltempera-tur aus Simulationsrechnungen. Dazuermittelten wir an einem 1-Kammer-Prototyp-Adsorber experimentell dieParameter für Stoff- und Wärme-transport und verwendeten sie indynamischen Simulationen des mehr-stufigen Prozesses.

Eine einfache Simulation des Gesamt-systems, bestehend aus Adsorptions-wärmepumpe, Gebäude und Heiz-system ergab folgende Jahresmittel-werte für die Heizzahlen bei einerAntriebstemperatur von 280 °C undeiner Umweltwärmequelle, die imMittel Wärme bei 7 °C liefert:

Adsorptionswärmepumpe undNiedertemperaturheizung(maximale Heizmitteltemperatur45 °C): mittlere Heizzahl 2 odergrößer.

Adsorptionswärmepumpe undStandardheizung (maximaleHeizmitteltemperatur 65 °C): mittlere Heizzahl 1,7.

Das bedeutet eine Brennstoffersparnisvon 50 % bzw. 40 % gegenüber demalleinigen Einsatz moderner Heiz-kessel.

Das von der Stiftung EnergieforschungBaden-Württemberg geförderte Vor-haben ist abgeschlossen. WeitereÜberlegungen konzentrieren sich auf einstufige Wärmepumpen zurKühlung und Heizung.


Abb. 1: Errechnete Kennlinie der mehr-stufigen Adsorptionswärmepumpe über der Heizmitteltemperatur. Das Material imHochtemperaturadsorber ist Zeolith 13X, im Niedertemperaturadsorber wird »Selective Water Sorbent« eingesetzt. Die Antriebstemperatur beträgt 280 °C, die Verdampfertemperatur 7 °C.

30 35 40 45 50 55 60mittlere Heizmitteltemperatur [°C]

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2.3

2.2

2.1

2.0

1.9

1.8

1.7

1.6



Mikroverkapselte Phasen-wechselmaterialien inWandverbundsystemen zur Wärmespeicherung

Durch das Einbringen von Phasen-wechselmaterialien (PCM) in denWandaufbau kann man die Wärme-kapazität der Wand in einem definier-ten Temperaturbereich erhöhen. Dasist oft wünschenswert, um Lastspitzenabzufangen und die gespeicherteEnergie zu einem günstigeren Zeit-punkt wieder abzugeben. Insbeson-dere bei Gebäuden in Leichtbauweiseführt diese Technik sowohl zu Energie-einsparungen als auch zu erheblichemKomfortgewinn.

Hans-Martin Henning, Peter Schossig,Guido Weingarten, Alexandra Raicu*

Denkbar sind Innenwandsysteme –z. B. Gipskartonplatten – mit integrier-ten Phasenwechselmaterialien wieParaffinen. Sie können die sommer-liche Überhitzung in Bürogebäudendurch Verlagerung der Lastspitzen indie Nacht vermeiden. Nach demgleichen Prinzip kann man auch denHeizenergiebedarf durch Verschiebenvon energetischen Überschüssen indie Heizzeiten verringern.

Das PCM muss verkapselt sein, um dieFunktion des Baustoffs – z. B. Putz –nicht zu beeinträchtigen. BisherigeVersuche mit großvolumiger (oderMakro-)Verkapselung scheiterten ander schlechten Leitfähigkeit des PCM.Wollte man aus der flüssigen Phasedie Wärme wieder abrufen, so ver-festigte sich das PCM am Rand undverhinderte einen effizienten Wärme-austausch. Bei der Mikroverkapselungsind die Schichtdicken so gering, dassdieser Effekt nicht auftritt.

Die Mikroverkapselung gestattet auch,das Phasenwechselmaterial kosten-günstig und einfach in herkömmlicheBaumaterialien einzubringen.

Zusammen mit den IndustriepartnernBASF, DAW, Maxit und Sto identifi-zieren wir sinnvolle Einsatzgebiete undentwickeln Systeme.

Wir nutzen die Simulation des ther-mischen Verhaltens von Bauteilen, umdas dynamische Verhalten unter-schiedlicher Wandaufbauten mit PCMzu vergleichen. Dabei legen wir einempirisch validiertes Modell für denPhasenübergang zugrunde. Die ex-perimentelle Modellüberprüfung er-folgt mit einem Testaufbau zur Ver-messung von Wandmustern derGröße 0,5 x 0,5 m2. Gebäude-simulationen tragen zur Potenzial-abschätzung von Anwendungen bei.Wir untersuchen die Wirkung inAbhängigkeit vom Temperaturbereichdes Phasenübergangs, vom Anteil anLatentwärme-Speichermaterial sowievon der Beschaffenheit und Nutzungeines Gebäudes.

Die folgenden Thermografieauf-nahmen verdeutlichen qualitativ denEffekt des Phasenwechselmaterials inBaumaterialien: In Abbildung 2 sindvier Wandmuster mit unterschied-lichem Gehalt an PCM zu sehen, diein einem Ofen erwärmt wurden undnun beim Auskühlen beobachtetwerden. Der Zeitverlauf in Abbildung3 zeigt den Einfluss des Phasen-wechselmaterials deutlich. Je größerder Anteil an PCM ist, desto längerdauert der Auskühlvorgang.

Durch den Phasenwechsel ist es alsomöglich, in einem bestimmten Tem-peraturbereich die thermische Masseeines Bauteils deutlich zu erhöhen undsich so auch bei Leichtbauweise demthermischen Komfort schwerer Bautenzu nähern.

Das Projekt wird vom Bundeswirt-schaftsministerium BMWi gefördert.

* Sto AG, Stühlingen

Abb. 1: Prinzipskizze von mikro-verkapseltem PCM im Innenputz.

Abb. 2: Thermografieaufnahme von vier Proben mit unterschiedlichem PCM-Anteil. Die Grauskala und die Höhe der rechts und unten abgebildeten Profile kodieren die Temperatur.

Abb. 3: Auskühlverhalten der vier Proben. Der PCM-Gehalt nimmt von links nach rechts zu. Die Zeit läuft von hinten nach vorn, zwischen 2 Linien liegen 30 Sekunden(Titelbild).

Mikrokapseln

Mauer-werk

Innenputz




Thermotrop geregelteFassadenkomponenten

In Fassaden und Fenster integriertethermotrope Schichten vermindernunerwünschten solaren Licht- undWärmeeintrag. Ein thermotroperÜberhitzungsschutz regelt sich selbst-tätig und braucht keine Energiever-sorgung.

Peter Nitz*, Werner Platzer,Alexandra Raicu**, Helen RoseWilson***, Volker Wittwer

Thermotrope SchichtenThermotrope Schichten ändern ihreoptischen Eigenschaften mit derTemperatur. Sie sind bei tiefen Tem-peraturen klar wie Fensterglas. Über-schreitet die Schichttemperatur eineSchwelle, wird die Schicht milchigweiß und reflektiert einen großen Teildes einfallenden Lichts. Durch dieseEigenschaft sind thermotrope Schich-ten prädestiniert für den Einsatz inselbstregelnden Fassadenkomponen-ten. Als dünne Schicht integriert inmoderne Verglasungen oder trans-parente Wärmedämmsysteme lassensie im Winter das wärmende Sonnen-licht ungehindert ins Gebäude. ImSommer schützen sie im geschaltetenZustand vor zuviel Sonnenlicht undder damit verbundenen Überhitzungund Blendung.

Es existieren mehrere Konzepte undMaterialien für thermotropeSchichten. In Zusammenarbeit mit derBASF AG (Materialentwicklung) sowieden Firmen Sto AG (Wärmedämm-systeme), Interpane E&BmbH undOkalux GmbH (Verglasungen) habenwir in den vergangenen Jahren dieIntegration thermotroper Polymer-blends in Fassadensysteme optimiert.Wir stellen hier exemplarische Ergeb-nisse dieses Projekts vor. Paralleluntersuchen wir in anderen Projektenalternative thermotrope Materialien,Schichten und Systeme.

Arbeiten am Fraunhofer ISEWir charakterisieren Schichten undSystemprototypen hinsichtlich deroptischen und thermischen Eigen-schaften, unterstützen die Material-und Prototypentwicklung durch Simu-lation der Lichtstreueigenschaften undder Auswirkungen auf ein Gebäude,prüfen Schichten und Systeme auf

ihre Langzeitbeständigkeit und testenschließlich Prototypen an unseremFassadenteststand unter realen Klima-und Einbaubedingungen.

Thermotrop geregeltestransparentes Wärmedämm-verbundsystem (TWDVS)Für eine Variante des TWDVS mitthermotropem Überhitzungsschutzwurde die transparente Abdeckungmodifiziert. Sie bietet jetzt eineneffektiven Schutz der thermotropenSchicht vor UV-Einstrahlung. DasSystem wird derzeit an einemDemonstrationsobjekt in Stühlingengetestet (Abbildung 1). Es zeigt eingutes Schaltverhalten und hoheTransmission im klaren Zustand.

Thermotrope VerglasungenMit unserem Kalorimeter bestimmtenwir den Gesamtenergiedurchlassgradg einer Wärmeschutzverglasung mitintegrierter thermotroper Schicht.Auch bei sommer-typischen hohenEinfallswinkeln ist der Schalthub gut.Die Messung stimmt mit von unssimulierten Werten überein, die aufden physikalischen Eigenschaften derKomponenten basieren (Abbildung 2).Messungen am Fassadenteststandbestätigten ähnlich gute Werte für diesolare Transmission.

AusblickDas beschriebene öffentlich geförderteVerbundforschungsprojekt ist in-zwischen abgeschlossen. Ziel weitererArbeiten ist ein langzeitstabiles,marktfähiges Fassadenelement mitthermotropen Eigenschaften.

Abb. 1: Systemdemonstration an der Fassade eines Wohngebäudes: thermo-trop geregelte TWDVS-Variante (Mitte oben, Schicht im klaren Zustand) und TWDVS-Standardsystem (untere Reihe).

Abb. 2: Vergleich von gemessenem und simuliertem Gesamtenergiedurch-lassgrad g einer thermotropen Wärme-schutzverglasung.

0 30 60 90Einfallswinkel / Grad

Gesamtenergiedurchlassgrad g

Messung klarMessung streuendSimulation klarSimulation streuend


** Sto AG, Stühlingen*** Interpane E&BmbH, Lauenförde

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0



Bessere Gebäudesimulation durchModellierung von Kurzzeit-Strahlungsdaten

Um aus stündlichen Mittelwerten dersolaren Einstrahlung minütlicheMittelwerte erzeugen zu können,verbesserten wir ein stochastischesModell. Dies erhöht die Genauigkeitvon thermischen und tageslichttech-nischen Simulationen.

Oliver Walkenhorst, Christoph Reinhart*

Viele thermische und tageslichttech-nische Simulationsprogramme zurModellierung des zeitlichen Verlaufsvon Wärmeströmen oder Tageslicht-verhältnissen benötigen Zeitreihen dersolaren Einstrahlung. Sie sind inDeutschland flächendeckend mit einerzeitlichen Auflösung von einer Stundeverfügbar. Die kurzfristige – beispiels-weise durch vorüberziehende Wolkenverursachte – Variabilität der Sonnen-strahlung geht bei der Verwendungvon stündlichen Mittelwerten jedochverloren (Abbildung 1).

Besonders bei der Simulation desTageslichtangebotes in Gebäudenkann die Verwendung von Stunden-mittelwerten zu erheblichen Fehlernführen: Ein kurzzeitiger Strahlungs-überschuss kann ein anschließendesBeleuchtungsdefizit ja nicht aus-gleichen.

Deshalb verbesserten wir ein stoch-astisches Modell, das aus stündlichenStrahlungsdaten Kurzzeitdaten miteiner zeitlichen Auflösung von einerMinute erzeugt. So konnten wir dieZuverlässigkeit von Tageslicht-simulationen, z. B. zur Vorhersage desjährlichen Kunstlichtbedarfes, steigern(Abbildung 2).

Abb. 2: Prognostizierter Jahres-Kunstlichtbedarffür zwei Arbeitsplätze in 2 m und 4 m Abstandvom Fenster. Simulation für ein Modellbüro imJahre 1998 in Freiburg, bei dem das Kunstlichtautomatisch nachgeregelt wird, um 500 luxNennbeleuchtungsstärke zu erreichen. Bei Ver-wendung von stündlichen Strahlungsdaten(hellgrau) wird der Kunstlichtbedarf um etwa25 % gegenüber einer Simulation mit gemes-senen Minutenmittelwerten (dunkelgrau)unterschätzt. Dieser genauere Kunstlichtbedarfaufgrund minütlicher Messdaten wird gutdurch Simulation auf der Basis modellierterMinutenmittelwerte (schwarz) reproduziert.

Abb. 1: Gemessener Tagesverlauf derGlobalstrahlung am 17.5.1998 in Freiburg: Bis etwa 9 Uhr war der Himmel klar und die Minutenmittelwerte (gestrichelt) stimmtenmit den Stundenmittelwerten (durchgezogen)gut überein. Beim danach einsetzenden,starken Wolkenflug wiesen die minütlichenDaten eine hohe Variabilität auf, die von denStundenmittelwerten nicht erfasst wurde.


Uhrzeit [h]

Glo

bals

trah

lung

[W

/m2 ]

2 m-Punkt 4 m-PunktKun

stlic

htbe

darf

[kW

h/m

2 a]

20

16

12

8

4

0




Simulationsgestützte Regelungs-entwicklung zur optimiertenEinbindung von Brennstoffzellen-BHKWs in teilsolare Energiever-sorgungssysteme

Die am Fraunhofer ISE entwickelteSoftware ColSim simuliert sowohl dieeinzelnen Komponenten einer Ener-gieversorgungsanlage als auch dieSteuerung des ganzen Systems. ImMittelpunkt steht derzeit die vernetzteRegelung eines erdgasbetriebenenBrennstoffzellen-BHKWs. Sie bindetWetterprognose, Energiepreise undNutzerverhalten in die vorausschau-ende Regelstrategie ein.

Matthias Vetter, Christof Wittwer

Kraft-Wärme-gekoppelte Systeme wieBlockheizkraftwerke (BHKW) redu-zieren die Schadstoff- und CO2-Emis-sionen von Energieversorgungs-systemen (Beitrag S. 48). Will manmehrere Energiequellen (solar undfossil) kombinieren, wird eineübergeordnete Systemregelung not-wendig. Im Stromnetz der Zukunft

Erd-Luft-Register

Erd-Luft-Register sind im Boden ver-legte Wärmetauscher. Sie nutzen dieSpeicherfähigkeit und die thermischeTrägheit des Erdreichs. Im Sommerkönnen sie die Zuluft von Gebäudenkühlen, im Winter vorwärmen und soim günstigsten Fall eine konven-tionelle Klimaanlage überflüssigmachen.

Christian Reise

In Nicht-Wohngebäuden lohnen sichErd-Luft-Register vor allem dann,wenn die Kühllast allein über denLuftwechsel abgeführt werden kann.In diesen Fällen kann das Erd-Luft-Register eine aktive Kühlung ersetzen.

Um ein Erd-Luft-Register wirtschaftlichoptimal auslegen zu können, sindpräzise Simulationswerkzeuge not-wendig. Wir entwickeln solche Werk-zeuge und quantifizieren die verblei-benden Unsicherheiten. Dazu erfassenwir das Zusammenspiel von Erd-Luft-Register und Lüftungsanlage detailliertin Messprojekten an Systemen allerGrößenordnungen.

Unsere Kunden, die wir individuellbeim Planen ihrer Projekte unterstüt-zen, profitieren direkt von diesen Mes-sungen. Mit den dort gewonnenenErkenntnissen verbessern wir auch zuihrem Nutzen unsere Rechenwerk-zeuge.

müssen dezentrale Energieerzeu-gungsanlagen mit den Energiedienst-leistern vernetzt werden.

Wir entwickeln derzeit Regelungs-konzepte für ein erdgasbetriebenesnetzgekoppeltes Brennstoffzellen-BHKW, das in Kombination mit einerthermischen Solaranlage betriebenwird. Wir evaluieren die Gesamt-systeme anhand von Jahressimula-tionen mit Hilfe der Simulations-software ColSim. Für vorausschauendeStrategien werden durch die Ver-netzung der Anlage mit dem InternetWetterprognosen und dynamischeStrom- bzw. Gastarife integriert. DerRegelalgorithmus »erlernt« aus demlaufenden Betrieb das zyklischeNutzerverhalten.

Die mit ColSim entwickelten und inANSI C implementierten Regelungs-algorithmen portieren wir direkt aufdie Regelungshardware des BHKWs.Sie wird derzeit als »EmbeddedSystem« unter dem »Multitasking«-Betriebssystem Linux realisiert.

0 1460 2920 4380 5840 7300 8760Zeit [h]

Temperatur [°C]25

20

15

10

5

0

Abb. 1: Vergleich von Messung (durch-gezogene Linie) und Simulationsrechnung(gepunktet) an einem Erd-Luft-Register. DieKurven zeigen gleitende Mittelwerte vongerechneten und gemessenen Austrittstem-peraturen. Das hier verwendete Programmrechnet noch zu optimistisch.

Abb. 1: Simulation der Energieversorgung eines Gebäudes in ColSim. Die Einheiten entsprechenden Komponenten Gasanschluss, Reformierung, Brennstoffzelle als BHKW, Wechselrichter,Netzanschluss, Solarkollektor, Wärmespeicher, Wettermessung, dem Haus als Verbraucher und derzentralen Regelung. ColSim simuliert sowohl die einzelnen Komponenten als auch ihrZusammenspiel als Gesamtsystem.



Ray-Tracing zur Bewertung und Optimierung von optischen Reflektoren

Wir verbessern die optische Ausbeutevon Reflektoren, die z. B. bei ther-mischen Vakuumkollektoren einge-setzt werden.

Matthias Rommel, Andreas Häberle*, Arim Schäfer

Mit 3-dimensionalen Strahlver-folgungsrechnungen (Forward Ray-Tracing, Abbildung 1) berechnen wirdie insgesamt absorbierte Strahlungs-leistung und die Strahldichteverteilungam Absorber unter Berücksichtigungder Materialparameter von Reflek-toren und transparenten Komponen-ten. Damit können wir nicht nur dieReflektorgeometrie optimieren, son-dern über eine Sensitivitätsanalyseauch feststellen, wie sich herstellungs-bedingte Ungenauigkeiten der Geo-metrie oder der Oberfläche auswirken.Ziel ist ein wirtschaftlich optimalerKompromiss zwischen Fertigungs-kosten der Reflektoren und ihrerSolar-Strahlungs-Ausbeute.

Abb. 2: Detailphoto eines Vakuum- röhrenkollektors mit externem Reflektor.

Abb. 1: Die Grafik zeigt den Strahlenverlauf bei einem Vakuumröhrenkollektor mitexternem Reflektor für einen Einstrahlwinkelvon 10° (schraffiertes Feld). Nur wenigeStrahlen verfehlen den Absorber (Kreis) undwerden seitlich oder nach oben abgelenkt.

einfallende Strahlen

Glas-Hüllrohr

Absorber

Reflektor

* PSE GmbH Forschung Entwicklung Marketing, Freiburg



Thermografie eines segmentierten Fassaden-elements vom Gebäudeinneren aus gesehen.Die Oberflächentemperaturen der verschie-denen Bestandteile, z. B. von Verglasung,Rahmen, Abstandhalter, Lüftungselement undBrüstung, sind in Falschfarben dargestellt. AmFassadenteststand des Fraunhofer ISE werdenPrototypen unter realen Klima- und Einbaube-dingungen geprüft und bei Bedarf das Lang-zeitverhalten aufgezeichnet.


Unsere Kunden profitieren dreifach:

Prüfungen unter definierten Bedingungen machen Produkte für den Anwender vergleichbar und neue Technologien für den Hersteller einschätzbar.

Mit zunehmender Globalisierung wird Normung immer wichtiger. Durch Mitarbeit in internationalenProjekten (EU, IEA) und Normungs-gremien trägt das Fraunhofer ISEmaßgeblich zur Gestaltung neuerPrüfbedingungen bei und bringt dabeiauch die Interessen der deutschenWirtschaft ein.

Die Verfeinerung der Messtechnik und die Entwicklung beschleunigterAlterungstests verkürzen den Wegvom Prototyp zum Endprodukt undgeben garantiefähige Sicherheit.


Ein junger Markt ist wie eine jungePflanze. Er braucht verstärkte Auf-merksamkeit und Pflege – in diesemFall Qualitätssicherung. Solarenergiegreift tief in den Alltag des einzelnenein und konkurriert mit Techniken, dievor 100 Jahren neu waren und seit-dem reifen konnten. Wenn ein neuesProdukt nicht die Leistung oderLebensdauer bringt, die der Nutzererwartet, kann das schnell die freund-liche Grundstimmung gegenübererneuerbaren Energien in pauschaleSkepsis verwandeln.

Wir achten deshalb zusammen mitIndustrie und Normungsgremien aufhochwertige Qualität. Wir entwickelnMessverfahren für neue Produkte,prüfen in aufwändigen Langzeit-messungen, ob die Technik auch nach20 Jahren Einsatz noch halten wird,was sie im Labor versprochen hat.

Ansprechpartner

Fenster- und Dr. Werner Platzer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 31Fassadentests E-Mail: [email protected]

Kollektor- und Dipl.-Phys. Matthias Rommel Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 41Speichertests E-Mail: [email protected]

Lebensdauerprüfung Dipl.-Phys. Michael Köhl Tel.: +49 (0) 7 61/4 01 66-82von Materialien E-Mail: [email protected]

Lichtmessräume Dipl.-Ing. Jan Wienold Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 33E-Mail: [email protected]

Solare Klimageräte Dipl.-Ing. Carsten Hindenburg Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-3 53E-Mail: [email protected]

Thermisch-optisches Dipl.-Phys. Tilmann Kuhn Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 97Prüflabor TOPLAB E-Mail: [email protected]

Wärmepumpen- Dipl.-Ing. Andreas Bühring Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 88Kompaktgeräte E-Mail: [email protected]



Lüftungs-Kompaktgeräte –Effizienz für Solar-Passivhäuser

Wir unterstützen unsere Kunden beimEntwickeln von Lüftungs-Kompaktge-räten mit integrierter Abluftwärme-pumpe. Zusammen mit einem Solar-kollektor können sie Solar-Passiv-häuser vollständig mit Wärme undfrischer Luft versorgen.

Andreas Bühring, Sebastian BundyCarsten Dittmar, Bastian Greuel,Wolfgang Guter, Christel Russ,Tim Schmid, Bernhard Seigel

EntwicklungWir haben neue Module für die Simu-lation entwickelt: Abluftwärme-pumpen als Komponentenmodell,Luft/Luft-Wärmetauscher mit Konden-sation und variablen Luftströmen undGasheizer als Reserveheizung. Damituntersuchen wir neue Konzepte derHaustechnik. Wir simulieren das Zu-sammenwirken mit weiteren Kompo-nenten der Haustechnik und dem Ge-bäude für unterschiedliche Nutzerver-halten und Klimabedingungen.

LaborprüfungUnseren Teststand zur Messung derEnergieeffizienz von Lüftungsgerätenund ihren Komponenten haben wirdeutlich erweitert: Die Prüfbedin-gungen können wir jetzt in einergroßen Bandbreite stationär wählen.Durch die Automatisierung des Test-standes können wir außerdem dyna-misch veränderliche Bedingungeneinstellen. Aus den Messungen leitenwir Empfehlungen zur Optimierungder Komponenten und ihres Zusam-menwirkens für den Hersteller ab.Dank Fernüberwachung des Test-standes werden wir direkt beimKunden im Büro die Labormessungenonline visualisieren: Schauen Sie unsüber die Schulter!

EinsatzIn verschiedenen bewohnten Solar-Passivhäusern (Beitrag S. 42) messenwir die Leistungsfähigkeit vonLüftungs-Kompaktgeräten unter-schiedlicher Hersteller im Praxistest.Auf der Basis täglicher Datenaus-wertungen machen wir Vorschläge zurOptimierung der Betriebsweise, derGeräte und ihrer Regelung. EventuelleStörungsursachen werden schnellidentifiziert und behoben.

InnovationIm Rahmen eines Leitprojektes desBundeswirtschaftsministeriums(Beitrag S. 48) entwickeln wir mit der Industrie neue Konzepte fürWärmepumpen und deren Betriebs-weise. Zusatzmodule erweitern dasEinsatzfeld der Lüftungs-Kompakt-geräte z. B. für den Betrieb mit einerBrennstoffzelle.

Abb. 1: Automatisierter Teststand mit zweiTestplätzen zur Messung von Lüftungsgerätenmit Abluftwärmepumpe.

Abb. 2: Fortluftzustände nach der Wärmepumpe beim Heizbetrieb im Feldtest. Die Abluft aus den Räumen ist hier die Wärmequelle. Je feuchter sie ist, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Sie gewinnt Kondensationswärme bei der Abkühlung - und damit Ent-feuchtung - der Abluft und muss die Fortluft (nach draußen) nicht so weit abkühlen, um die gleiche Wärmemenge zu gewinnen. Beispiel: Die Lufttemperatur am Verdampfereingang sei 10 °C. Dann muss die Fortluft auf -1,5 °C abgekühlt werden, wenn die Abluftfeuchte 35 % ist. Bei 50 % reicht Abkühlung auf +0,5 °C.

Abluftfeuchte

8 9 10 11 12 13 14Lufttemperatur am Verdampfereingang [°C]

Fort

luft

tem

pera

tur

[°C

]

2.5

1.5

0,5

-0.5

-1.5

-2.5

45%

40%

50%

35%



Teststand für solaresorptionsgestützteKlimatisierungssysteme

Solare sorptionsgestützte Klimatisie-rung (SSGK) ist eine umweltfreund-liche Alternative zu herkömmlichenKlimaanlagen. Aufgrund der niedrigenAntriebstemperatur von SSGK-Systemen ist die Einbindung derthermischen Solarenergie besondersaussichtsreich. Wir arbeiten seitmehreren Jahren intensiv an derThematik und haben im letzten Jahreinen neuen Teststand aufgebaut.

Carsten Hindenburg,Volker Kallwellis, Barbara Fuchsberger,Mario Motta, Sascha Backes

Die Hauptkomponenten des Teststands sind: - Sorptionsgestützte Klimaanlage mit

einem Nennvolumenstrom von 4 000 m3/h. Eine Anlage dieser Größenordnung kann Seminarräumemit ca. 40–80 Personen klimati-sieren.

- 20 m2 Flüssigkollektoren, 20 m2 Solarluftkollektoren, 2 m3 Pufferspeicher

Mit dem Teststand (Abbildung 1)können wir durch aufwändigehydraulische Verschaltung mehrere, inder Praxis sehr unterschiedliche,Anlagenvarianten untersuchen. ImAuftrag unserer Kunden untersuchenwir sowohl das Verhalten der gesam-ten Anlage als auch einzelner Kompo-nenten unter realen, instationärensolaren Betriebsbedingungen. Eineoptionale Außenluftkonditionierungmacht uns weitgehend unabhängigvon Umgebungsbedingungen.

Unseren Kunden bieten wir folgende Dienstleistungen:

- Entwicklung und Bewertung energieoptimierter Regelungs-strategien für SSGK-Systeme

- Vermessung und Weiterentwicklung von Sorptionsrädern; hier können wir in enger Zusammenarbeit mit dem Thermoanalyselabor des Fraunhofer ISE neue Sorptions-materialien entwickeln und direkt testen.

- Vermessung und Weiterentwicklung von thermischen Solarkollektoren speziell für die Klimatisierungs-anwendung

Abb. 1: Teststand. Folgende Firmen haben den Aufbau finanziell unterstützt:Solvis Solarsysteme GmbH, GREENoneTEC Solarindustrie GmbH, SonnenkraftGmbH Deutschland, Grammer KG Solar-Luft-Technik, Landis&Staefa GmbH Region München, Viega, robatherm GmbH.

- Entwicklung kostenoptimierter Verschaltungsvarianten thermischer Solarenergie mit SSGK-Systemen

- Systemuntersuchungen und Vergleich mit begleitenden Systemsimulationen

- Reglerentwicklung für solare und nichtsolare sorptionsgestützte Klimatisierungssysteme

- Entwicklung von firmenspezifischen Softwarelösungen zur Berechnung von SSGK-Systemen



Experimentelle Untersuchungenzum Stillstandsverhalten vonthermischen Solaranlagen

Solaranlagen zur Heizungsunter-stützung sind im Sommer oft extre-men Stillstandstemperaturen ausge-setzt. Ziel unserer Untersuchungen ist,Funktion und Lebensdauer dieserAnlagen zu verbessern.

Matthias Rommel, Konrad Lustig,Dirk Stankowski, Arim Schäfer

In Deutschland werden immer mehrKollektoranlagen installiert, mit denennicht nur das Brauchwasser erwärmt,sondern auch ein Teil des Heizenergie-bedarfs gedeckt wird. Vorreiter derEntwicklung ist Österreich, wo bereitsrund 40 % der neu installiertenKollektorfläche die Raumheizung solarunterstützen. Bei diesen Anlagen istdas Verhältnis Kollektorfläche zuSpeichervolumen deutlich größer alsbei reiner Brauchwassererwärmung.Im Sommer gehen die Anlagendeshalb oft in ‘in den Stillstand’. DerKollektor heizt sich schnell bis zuseiner Stillstandstemperatur auf. Sieliegt bei Flachkollektoren im Bereichvon 180 bis 200 °C, bei Vakuum-röhrenkollektoren von 220 °C bis

300 °C. Das Wasser-Glykol-Gemischim Kollektorkreis verdampft dann beiden üblichen Anlagendrücken von 2 bis 4 bar und kondensiert späterbeim Abkühlen wieder. Dabei ent-stehen im Kollektorkreis Dampf-schläge mit starken Druckspitzen undalle Komponenten im Kollektorkreiserfahren gleichzeitig eine hohethermische Belastung. In einem vonder Europäischen Kommission unter-stützten Projekt untersuchen wirzusammen mit Partnern aus Österreichund Deutschland das Stillstandsver-halten thermischer Kollektoren. ImProjekt sind Hersteller von Kollektoren,Pumpen, Regelungen und Wärme-trägermedien vertreten.

Im Frühjahr 2000 haben wir amSystemteststand des Fraunhofer ISEzwei Röhrenkollektorsysteme mitunterschiedlicher interner Verrohrunginstalliert. Wir vermessen sie seitdemkontinuierlich unter verschiedenenBetriebsbedingungen und beobachtenspeziell die Verdampfung des Fluidswährend des Stillstands. Mit unsererereignisgesteuerten, hochfrequenten

Druckmessung konnten wir wesent-liche Erkenntnisse über den Energie-und Dampftransport sowie die Be-lastung der Komponenten gewinnen.Dabei wird alle 4 Millisekunden ge-messen und das Ergebnis zwischen-gespeichert. Überschreitet einer derMesswerte eine Schwelle, werden diegesamten Messwerte des Verdamp-fungsvorgangs dauerhaft gespeichert.So konnten wir auch sehr kurzeDruckschwankungen aufspüren. Sietraten auf, wenn flüssiges Wärme-trägermedium in überhitzte Regionendes Kollektors gelangte.

Für den langfristigen Betrieb einersolarthermischen Anlage muss mandie Belastung des Wärmeträger-mediums kennen. Darum bauten wireines der beiden Kollektorsysteme alsreduziertes System ohne Speicher aufund setzten so das Fluid der maxi-malen Stillstandsbelastung aus. Statis-tische Auswertungen der Häufigkeitder Temperaturen und der Ver-dampfungsvorgänge gaben Anhalts-punkte zur Verbesserung des Wärme-trägermediums.

Speicher Speicher

Ausdehnungsgefäß

Kollektor

Ausdehnungsgefäß

Kollektor

Speicher

Ausdehnungsgefäß

Kollektor

50 Temperatur in °C 200

flüssig dampfförmig

Abb. 1: Visualisierung der Vorgänge während einer Stillstandssituation in einem Solarsystem mit 40 m2 Kollektorfläche mit dem am Fraunhofer ISEentwickelten Visualisierungswerkzeug »Dview«. Man sieht von links nach rechts die Ausbreitung von Dampfgebieten bis in den Kollektorzu- undablauf hinein.



Kollektor mit korrosions-freiem Absorber für dieMeerwasserentsalzung

Wir haben einen Kollektor entwickelt,dessen Absorber direkt von heißemMeerwasser (90 °C) durchströmtwerden kann.

Matthias Rommel,Joachim Koschikowski*,Michael Hermann, Arim Schäfer

Der Absorber besteht aus Glasrohren(16 mm Außendurchmesser) mitselektiver Absorberschicht und Sam-melkanälen aus armiertem Silikon.Unter dem Absorber ist ein Zickzack-Reflektor angebracht, um die Aper-turfläche des Kollektors gut zunutzen. Abbildung 1 zeigt eine Skizzedes Kollektoraufbaus, Abbildung 2 einFoto des Kollektors. Die Absorberkon-struktion gestattet es, ein Großflä-chenmodul mit 1,5 m x 4,8 m Außen-dimension zu bauen.

Für das von der Europäischen Uniongeförderte Meerwasserentsalzungs-projekt SODESA in Gran Canaria pro-duzierten wir acht Kollektormodule alsPilotanlage im eigenen Technikum. DieAnlage (Abbildung 3) wurde im

Mai 2000 in Gran Canaria aufgebautund in Betrieb genommen. Sie nutztdas MEH-Verfahren (Multi-EffectHumidification) zur Destillation. DasKollektorfeld aus den acht Kollektorenhat eine Aperturfläche von 47,2 m2.Hinter den Kollektoren ist ein Gebäu-de zu erkennen. Es enthält den6,3 m2 großen Energiespeicher mit90 °C heißem Meerwasser, die Destil-lationseinheit und eine photovoltaischbetriebene Wasseraufbereitung mitMineralisation und UV-Desinfektion.Die Anlage ist für die täglicheProduktion von 600 l Trinkwasser sehr guter Qualität ausgelegt.

Die neuen Kollektoren mit korrosions-freien Absorbern haben sich gut bewährt. Sie sind universell in allenthermisch angetriebenen Meerwas-serentsalzungsverfahren oder zurSpeisewassererwärmung bei Entsal-zungsanlagen mit Umkehrosmose verwendbar.

Abb. 1: Aufbau des SODESA-Kollektors. Unterden Absorberrohren (Kreise) befindet sich einZickzack-Reflektor.

Abb. 2: Teilansicht der SODESA-Kollektor-anlage. Als helle Linien parallel zur Längsachsedes Kollektors sind die Reflexionen von denBiegekanten des Reflektors zu erkennen.

* PSE Projektgesellschaft Solare EnergiesystemembH, Freiburg

Abb. 3: SODESA-Kollektor-anlage auf Gran Canaria.



IR-Thermografie als Werkzeug zurEntwicklung und Bewertungmoderner Fassadenelemente

Die Infrarot-Thermografie liefert dieTemperaturverteilung einer Ober-fläche. Sie ist eine wichtige zerstö-rungsfreie Untersuchungsmethode,die wir vor allem zur Charakteri-sierung innovativer Elemente am Bauund der Lokalisierung von Bauschädennutzen.

Alexandra Raicu*, Werner Platzer,Werner Hube, Volker Wittwer

Transparente Wärmedämmung zur solaren GebäudeheizungFassadenelemente mit TransparenterWärmedämmung (TWD) werden z. B.im Demonstrationsvorhaben SolarhausGundelfingen verwendet. IR-Thermo-grafie hilft uns, ihr Verhalten im ein-gebauten Zustand zu untersuchen.

Während einer Schönwetterphase imMärz untersuchten wir die mit TWD-Elementen gedämmte Fassade. ZurVisualisierung der Dynamik derWandinnentemperatur wurde alle15 Minuten eine IR-Aufnahme ge-macht. Abbildung 1 zeigt die Innen-aufnahme dieser Gebäudeecke. DasBild wurde am 21.3.2000 um18:30 Uhr aufgenommen undentspricht dem höchsten, an diesemTag gemessenen Temperaturunter-schied zwischen beiden Flächen: DieTWD-Wand wurde bis zu 15 °Cwärmer als die konventionell ge-dämmte Wand.

Die zeitverzögerte Wärmeabgabe dersolar aufgeheizten transparent ge-dämmten Wand in den Abendstundenund in der Nacht wird durch Abbil-dung 2 deutlich: Man sieht, wie dieWandinnentemperatur zwischen

18:30 Uhr und Mitternacht nochwesentlich über der Raumtemperaturliegt, obwohl die Sonne bereitsuntergegangen ist.

Visualisierung versteckter Fehler und Schäden am BauWir untersuchten zum ersten Malsystematisch, wie man mit IR-Thermo-grafie versteckte Fehler und Schädenam Bau auch bei instationären Tem-peraturverhältnissen sichtbar machenkann.

Ergebnis der vom Bundesministeriumfür Verkehr, Bau- und Wohnungs-wesen geförderten Studie ist ein An-wenderleitfaden. Er erläutert, wie sichUmgebungsbedingungen, kontrollierteAufheizung der Fassade oder die ein-gesetzte Ausrüstung auf das Messer-gebnis auswirken. So galt bis jetzt,dass IR-Thermografie zur Fehlersuchehauptsächlich in kalten Winternächtenaussagekräftig ist. Wir zeigten, wieman unter instationären Bedingungenauch tagsüber und im Sommer guteErgebnisse erzielen kann. Die Rand-bedingungen wurden bezüglich derEinstrahlung auf die Fassade und desTemperaturunterschiedes zwischeninnen und außen in repräsentativeSituationen eingeteilt (z. B. Wintertagbedeckt, Sommertag klar u. a.). Für sodefinierte Kategorien wurden Empfeh-lungen für thermografische Mes-sungen erarbeitet. Vor- und Nachteile,günstige und ungünstige Situationenwurden dargestellt und erläutert.

AusblickIR-Thermografie ist einfach zu hand-haben und gestattet die genaue,zeitlich und räumlich gut aufgelösteDarstellung von Temperaturfeldern.Wir werden sie verstärkt als Hilfsmittelzur Entwicklung und Qualitätssiche-rung von Fassadenelementen ein-setzen.

* Sto AG, Stühlingen

Abb. 2: Qualitative Darstellung des zeitlichenVerlaufs der Temperaturwerte entlang einerhorizontalen Geraden, wie in Abbildung 1markiert. Die Grundlinie entspricht 19 °C, dieSpitzen 35 °C. Angegeben ist der Temperatur-verlauf zwischen 18:30 Uhr (hinten) und24:00 Uhr (vorne) im 15 Minuten Zeitraster.

Abb. 1: Temperaturverteilung auf derInnenseite einer mit 2 TWD-Elementengedämmten Außenwand (rechts, 35 °C) imVergleich zu einer opak gedämmtenAußenwand (links, 20 °C).

Abb. 3: Thermografisch visualisierte Fehlerim Dämmsystem einer Testfassade (z. B.zwei Fugen, rechts oben und rechts Mitteim Bild). Das Element hat die Abmes-sungen 1,8 m x 2,3 m.

1 2 3Länge [m]

35

30

25

20

Zeit

[h]

Temperatur [°C]




Nutzerverhalten zu Sonnen- und Blendschutz

Lichttechnische und thermische Simu-lationen werden immer genauer. Einewesentliche Unsicherheit bei der Ab-schätzung des Tageslichtangebots inGebäuden rührt von der Frage her,wie Kunstlicht und variabler Sonnen-schutz im Alltag eingesetzt werden.Im Rahmen einer Pilotstudie zeichnenwir in einem Bürogebäude für dieDauer eines Jahres auf, wie die NutzerBeleuchtung und Sonnenschutz vonHand schalten.

Christoph Reinhart*

Verbesserte Simulationswerkzeugeerlauben eine genaue physikalischeBeschreibung der lichttechnischen undthermischen Verhältnisse in Räumenfür komplexe Fassadengeometrienund für einen wachsenden Kanon anLichtumlenkelementen (Abbildung 1).Darüber hinaus können wir Jahres-simulationen der Innenraumbeleuch-tungsstärke nunmehr in Minutenzeit-schritten durchführen und so Pla-nungsvarianten qualifiziert bewerten(Beitrag S. 29).

Als Folge dieser Neuerungen ist jetztdas Nutzerverhalten der größte Un-sicherheitsfaktor bei Gebäudesimu-lationen. Wir untersuchen deshalb seitApril 2000 in einem Büroneubau inWeilheim (Abbildung 2) das Verhaltenvon 20 Nutzern. Die Nutzer könnensowohl die Jalousie als auch dastageslichtabhängig gedimmte Kunst-licht manuell nach ihren Vorstellungeneinstellen.

Aufbauend auf den so gewonnenErkenntnissen entwickeln wir einModell, das in Abhängigkeit von denklimatischen Bedingungen (außen undin den Büros) das Schaltverhalten derNutzer vorhersagt. Das Modell könnenwir dann unter anderem als Referenz-fall für gekoppelte lichttechnische undthermische Simulationen verwendenund damit generell automatisierteSteuerungen des Kunstlichtes und desSonnenschutzes evaluieren.

Erste Auswertungen zeigen: - Die Anwesenheit der Nutzer am

Arbeitsplatz kann durch ein auf mehreren spezifischen Nutzergrößenaufbauendes, stochastisches Modell zufriedenstellend abgebildet werden.

- In dem untersuchten, tageslichttech-nisch optimierten Büro werden in Zeiten des Kunstlichtbedarfes die Jalousien eingezogen (Abbildung 3).Diese Aussage belegt, dass für den untersuchten Bürotyp Jalousie und Kunstlichtverbrauch getrennt modelliert werden können und dass nur in Zeiten mangelnden Tages- lichtes das Kunstlicht aktiviert wird.

- Es besteht eine eindeutige Korrelation zwischen der Nennbe-leuchtungsstärke am Arbeitsplatz und der Wahrscheinlichkeit, dass das Kunstlicht beim Betreten des Büros eingeschaltet wird.

Die gesammelten Ergebnisse werdenin Gebäudesimulationsprogrammeintegriert und zukünftig an weiterenGebäuden validiert und verfeinert.

Die Studie wird von der DeutschenForschungsgemeinschaft gefördert.

Abb. 2: Die Pilotstudie wird in den zehnSüdbüros des Neubaus des Ingenieur- undVermessungsbüro Hans Lamparter GBRdurchgeführt (Architekten: WerkgemeinschaftMaier, Weinbrenner, Single).

Abb. 1: Gemessene und simulierte Tages-lichtautonomie in dem Messcontainer desFraunhofer ISE für über 10 000 Himmels-situationen und drei verschiedene Jalousie-stellungen. Die Tageslichtautonomie beschreibtden Anteil an der Arbeitszeit, an dem einetätigkeitsabhängige Nennbeleuchtungsstärkeüberschritten wird.

Abb. 3: Status der Jalousien in den untersuchtenBüros während der Einschaltzeiten des Kunst-lichtes. Die hohe Korrelation von eigezogenenJalousien bei eingeschaltetem Kunstlicht zeigen,dass in dem untersuchten Gebäude das Kunst-licht nur bei nicht ausreichendem Tageslicht-angebot aktiviert wird.

Tage

slic

htau

tono

mie

[%

]

60

50

40

30

20

10

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Nennbeleuchtungstärke [lux]

gemessensimuliert

Jalousie unten

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Büro

100 %

80 %

60 %

40%

20 %

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Jalousie eingezogen


Solares Bauen – Beraten,Planen, Umsetzen

Diese Solar-Passivhäuser in Neuenburg/Rhein brauchen im Jahr nurnoch 8 kWh Heizwärme pro m2. Ihr integrales Gebäudekonzepthat fünf wesentliche Elemente: sehr gute Wärmedämmung, Solar-kollektoren zur Brauchwassererwärmung, Frischluftversorgung mitWärmerückgewinnung, Vorwärmen der Außenluft im Erdregisterund eine innovative, kompakte Restwärmeerzeugung mit Elektro-kleinstwärmepumpe. Der Strom für die gesamte Haustechnik kannbereits mit 10 m2 Photovoltaik 100 % solar gedeckt werden.


Geeignete Solarkonzepte beruhen beiBürogebäuden auf einem Ausbau derTageslichtnutzung und der passivenKühlung, um bei hohem Nutzungs-komfort den Stromverbrauch dertechnischen Gebäudeausrüstung zuverringern. Erweiterte Tageslicht-nutzung und passive Kühlung sindZielsetzungen, die bereits auf dieEntwurfsphase einer Gebäudeplanunggroßen Einfluss nehmen. Der Erfolghängt wesentlich vom gezieltenUmgang mit Simulationswerkzeugenfür Licht und Raumklima ab. DasWeniger an technischer Gebäudeaus-rüstung (schlanke Gebäude) erfordertein Mehr an Aufwand in der planer-ischen Bearbeitung.

Die folgenden Kurzbeiträge berichtenüber Konzepte, Technologien undProjekte für Gebäude für zukunfts-fähiges Wohnen und Arbeiten.


Zukunftsfähige Gebäude erforderneine deutliche Minderung des Energie-verbrauchs. Die Energieeinsparver-ordnung wird voraussichtlich 2001den Weg zu sinkendem Wärmebedarfvon Neubauten fortschreiben. Darüberhinaus zeigen gebaute Beispiele, dassschon heute mit verfügbaren Strate-gien und Technologien Gebäude bishin zum Nullemissionshaus zu ver-tretbaren Kosten umsetzbar sind. Dieerhöhte Energieeffizienz ist die Basisfür die große Bedeutung der Solar-energie im Energiehaushalt derGebäude.

Während der Energieverbrauch beiWohngebäuden vom Wärmebedarffür Heizung und Warmwasser domi-niert wird, überwiegt in Büroge-bäuden schon heute der Strom-verbrauch.

Ansprechpartner

Altbausanierung Dr. Christel Russ Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 30E-Mail: [email protected]

Demonstrations- Dr. Karsten Voss Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 35projekte und E-Mail: [email protected]

Gebäudesimulation Dipl.-Ing. Sebastian Herkel Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 17E-Mail: Sebastian [email protected]

Solare Klimatisierung Dipl.-Ing. Carsten Hindenburg Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-3 53E-Mail: [email protected]

Sonnenschutz Dipl.-Phys. Tilmann Kuhn Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 97E-Mail: [email protected]

Tageslichtnutzung Dipl.-Ing. Jan Wienold Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 33E-Mail: [email protected]

Transparente Dr. Werner Platzer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 31Wärmedämmung E-Mail: [email protected]



Solares Bauen – Wohnhäuser

Die komplette Projektentwicklung fürSolar-Passivhäuser sowie die Ent-wicklung und Bewertung von haus-technischen Systemen und Kompo-nenten sind Dienstleistungen desInstituts (S. 14).

Andreas Bühring, Christel Russ,Karsten Voss, Christof Wittwer,Werner Hube

In einem Monitoring-Programm be-werten wir die energetische Effizienzneuartiger Energiekonzepte für Solar-Passivhäuser in bewohnten Häusernim Auftrag der Industrie und mitfinanzieller Förderung der StiftungEnergieforschung Baden-Württem-berg. Im Auftrag der EnBW EnergieBaden-Württemberg AG werten wirgegenwärtig weitere Anlagen imFörderprogramm für 100 Passivhäuserin ganz Baden-Württemberg aus.Auch die Neuenburger Reihenhäuser

sowie das Einfamilienhaus inBüchenau wurden in diesem Pro-gramm gefördert.

Passivhäuser zeichnen sich generelldadurch aus, dass die Wärmeverlusteder Gebäudehülle und der Lüftungsoweit reduziert werden, dass alleindie Nutzung der Sonnenenergie überdie Fenster genügt, um den Jahres-heizwärmebedarf im hiesigen Klimaauf ein Niveau unter 1,5 Liter Heizölpro Quadratmeter (=15 kWh/m2) zusenken. Voraussetzung hierfür istneben dem sehr hohen baulichenWärmeschutz auch die kontrollierteWohnungslüftung mit Wärmerück-gewinnung.

Abb. 1: Ansicht Solar-Passivhäuser Neuenburg.

Abb. 2: Heizwärmeverbrauch und Primär-energiebedarf der Haustechnik für diePassivhäuser Neuenburg in der Heiz-periode Oktober 1999 bis April 2000.

Abb. 3: Zwei Beispielgebäude aus dem »Passivhaus-Förderprogramm« der Energie Baden-Württem-berg AG. Der Energieverbrauch aller Gebäude wird im Rahmen eines Monitorings erfasst undanalysiert.

Abb. 5: Jahreswärmebilanz des Mehrfamilien-Solarhauses in Gundelfingen. Die Bilanz basiertauf Messdaten eines Jahres. Mit einem exter-nen Heizwärmebedarf von 28,5 kWh/m2awurde das Ziel eines 3-Liter-Hauses in der Praxiserreicht. Mehr als 1/3 des Wärmebedarfs fürHeizung und Warmwasser wird über dieNutzung der Solarenergie gedeckt.TWD: Transparente Wärmedämmung

Abb. 4: Jahreswärmebilanz des Solar-Passiv-hauses in Büchenau. Die Bilanz basiert aufMessdaten eines Jahres. Mit Einsatz von13 kWh/m2a Strom wird ein Gesamtwärme-bedarf von 110 kWh/m2a gedeckt – davon hierrund 20 kWh/m2a für Heizung. WesentlicheBeiträge leistet die Solarenergienutzung mitFenstern und Kollektoren. WRG: Wärmerückge-winnung, EWT: Erdwärmetauscher

40 % solare Deckung

kWh/m2akWh/m2a

Warmwasser

Systemverluste

Nahwärme

interne Quellen

SolarkollektorWärmepumpe

Fenster und TWD

HausD HausF HausG HausC HausE HausB HausA

spezifische Heizwärme (Mittelwert 8,1 kWh/m2)

Primärenergieverbrauch (Mittelwert 25,6 kWh/m2)

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Warmwasser

Verteilverluste

Fenster und TWD

interne Quellen

SolarkollektorWärmepumpe

Elektrowärme

Lüftung

Transmission

WRG, EWT

Ges

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arf

110

kWh/

m2 a

13 kWh/m2aStromeinsatz

41 %solare Deckung



Bei den 1-Liter-Solarhäusern in Neuen-burg haben wir diesen Standard nochweiter verbessert: Das neu entwickelteLüftungs-Kompaktgerät der FirmaMaico HaustechnikSysteme vereintLüftung, Heizung und Brauchwasser-erwärmung. Die kostengünstige,systemintegrierte Gerätevariante nutztdie Abluft als Wärmequelle zur Vor-wärmung der Zuluft (Wärmerückge-winnung) und als Wärmequelle einerWärmepumpe.

Ein weiterer Praxistest mit dem Lüf-tungs-Kompaktgerät in einem Ein-familienhaus in Büchenau naheBruchsal verlief auch bei einem Heiz-wärmeverbrauch von 2 Liter Heizölpro Quadratmeter erfolgreich. Damiteröffnet diese innovative Haustechnikneue Möglichkeiten für zukunfts-fähiges Wohnen bei großer CO2-Einsparung. Das realisierte Haustech-nikkonzept zeigt – anders als einedirekt-elektrische Beheizung - denWeg des effizienten und ökologischvertretbaren Stromeinsatzes zuHeizzwecken (Abbildung 4).

Auch für das Mehrfamilienhaus»Solarhaus Gundelfingen« wurden dieMessergebnisse eines Jahres zu einerBilanz verdichtet (Abbildung 5). Miteinem Heizwärmebedarf von28 kWh/m2a wurde das Ziel eines 3-Liter-Hauses erreicht. Solarenergiedeckt 40 % des gesamten Wärme-umsatzes des Gebäudes. Das Projektwird in Zusammenarbeit mit derUniversität Karlsruhe und mit För-derung durch das Bundeswirtschafts-ministerium BMWi durch umfang-reiche Detailanalysen fortgesetzt.

Solares Bauen –Gewerbliche Bauten

Die mit dem Bezug von Energieverbundenen Kosten sind meistensnur ein Bruchteil der gesamten Kostenin einem Gebäude: In Bürogebäudendominieren die Gehälter der Mit-arbeiter, während die unmittelbarenEnergiekosten nur etwa 1 % aus-machen. Wegen der hohen Personal-kosten stehen optimale Bedingungenam Arbeitsplatz im Mittelpunkt einerGebäudeplanung, um die Leistungs-fähigkeit des Personals zu fördern.Thermischer und visueller Komfortsind dabei entscheidende Aspekte undeng verbunden mit dem planerischenKonzept in den Bereichen Lüftung,Kühlung und Beleuchtung.

Sebastian Herkel, Jan Wienold,Tilmann Kuhn, Karsten Voss

Neubau der Zentrale der Fraunhofer-GesellschaftFür das 16-stöckige Hochhaus inMünchen ist eine Doppelfassadevorgesehen. Sie sorgt für einenatürliche Be- und Entlüftung, fürgute Tageslichtversorgung der Arbeits-plätze und bietet gleichzeitig Schall-schutz vor der nahen Bahnlinie. Beidieser Planung steht der Nutzer imVordergrund: Durch ausgeklügeltesAnsteuern von Fassadenklappen wirddie Doppelfassade stets gut hinter-lüftet und reduziert auch in großenHöhen den Winddruck auf die Fenster.Der Nutzer kann jederzeit das Fensterzum Lüften öffnen, ohne dass Über-hitzungen oder Zugerscheinungenauftreten. Durch Simulationsberech-nungen und Messungen an einerMusterfassade (Abbildung 6) unter-

stützten wir die Optimierung. ImRahmen der Messungen bewertetenwir die Einflüsse verschiedener Fassa-den- und Sonnenschutzvariantenhinsichtlich des sommerlichen Kom-forts. Neben der qualitativen Bewer-tung der verschiedenen Ausführungs-varianten wurden auch dieSimulationsergebnisse bestätigt.

Abb. 6: Testzelle eines Hochhauses mitDoppelfassade für den Neubau der Fraunhofer-Gesellschaft in München.



Neubau Fraunhofer ISEDer Institutsneubau des FraunhoferISE wird Mitte 2001 fertiggestellt. Fürdie Bürobereiche reduzierten wir denPrimärenergieeinsatz durch erhöhtenWärmeschutz, passive Kühlung,Tageslichtnutzung und solare Strom-erzeugung gegenüber konventionellenBauten um 50 %. Eine Energiever-sorgung auf Basis eines Kraft-Wärme-Kälteverbunds ist die konsequenteAntwort auf den nutzungsbedingthohen Energieeinsatz bei Labors undReinraumflächen. Das Gebäude wirdin einem zweijährigen Monitoringintensiv analysiert. Weitere Text- undBildinformationen finden sich imInternet unter: www.solarbau.de.

Collini-CenterDas Collini-Center, Mannheim ist eintypischer Bürokomplex der frühensiebziger Jahre. In einer Konzeptstudieermittelten wir das Energieeinspar-potenzial bei Fassadensanierung. Inkombinierten Tageslicht- und ther-mischen Simulationen bewerteten wirverschiedene Varianten der Sanierunghinsichtlich Raumklima und Licht-verhältnissen am Arbeitsplatz.

GalileoAusgehend von Modellrechnungen,kalorimetrischen g-Wert-Messungenund Blendschutzprüfungen unter-stützten wir das Planungsteam für dasHochhaus Galileo der Dresdner Bankin Frankfurt.

Abb. 7: Fraunhofer ISE-Neubau im Herbst 2000.

Abb. 8: Primärenergiebedarf der Büroflächenim Neubau des Fraunhofer ISE im Vergleich.

Abb. 9: Elektrischer Energiebedarf fürKunstlicht bei verschiedenen Beleuchtungs-strategien für die Sanierung des Collini-Center, Mannheim.

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Fraunhofer ISE • • • • • •

Collini-Center • • • •

Fraunhofer ZV • • •

Pollmeier •

Mensa Kiel • • • •

Galileo • •

Supfina • • • •

Lamparter • • •

Tab. 1: Ausgewählte Projekte des Jahres 2000.

150

125

100

75

50

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0konvent.Bauweise

Bedarf Deckung(Neubau Fraunhofer ISE)

BeleuchtenLüftenKühlenHeizen

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http://www.solarbau.de



Solares BauenQuerschnittsanalysen

In Querschnittsprojekten für nationaleund internationale Demonstrations-programme dokumentieren und be-werten wir Konzepte und Ergebnisseauf der Basis einer vergleichbarenAnalyseplattform.

Karsten Voss

Marktfähige Wohngebäude, deren Pri-märenergiebedarf um den Faktor 4gegenüber dem heutigen Standardreduziert ist, sind das Thema einerExpertengruppe der InternationalenEnergieagentur IEA. Wir beteiligen uns an der Expertengruppe Sustain-able Solar Housing innerhalb des Solar Heating & Cooling Programmemit Forschungsarbeiten zur Energie-versorgung (Kapitel »Messen undPrüfen in Solarthermie und Optik«)und leiten die ArbeitsgruppeMonitoring and Evaluation. Dabeibringen wir zahlreiche eigeneDemonstrationsprojekte ein. Ziel isteine abgestimmte Plattform, die einevergleichbare Dokumentation undAnalyse von Gebäuden erlaubt. DasBundeswirtschaftsministerium fördertdie Arbeiten.

Solarkonzepte für Bürogebäudebasieren in erster Linie auf einerverbesserten Nutzung des Tageslichtsund dem Ersatz von aktiver Klima-tisierung durch »passive Kühlung«.Solche Gebäude zeichnen sich durchniedrige Investitions- und Unterhalts-kosten für die technische Gebäude-ausrüstung bei gleichzeitig erhöhtemBudget für die Baukonstruktion aus.Ziel ist eine kostenneutrale oderkostengünstigere Bauweise bei hohem Komfort am Arbeitsplatz und geringem Energieverbrauch.

Eine integrale Gebäudeplanung unter Einsatz moderner Simulations-werkzeuge kann die vielfältigenEinflüsse des Baukörpers auf dieLichtverhältnisse und das sommerlicheRaumklima detailliert abbilden unddamit frühzeitig Planungssicherheitgeben. Die notwendige Weiterent-wicklung von Programmen, Ober-flächen und Programmschnittstellenwird die Handhabbarkeit im Planungs-alltag weiter verbessern.

Beispiele für solche »schlankenBürogebäude« werden derzeit mitfinanzieller Unterstützung für denplanerischen Mehraufwand und diemesstechnische Evaluierung im Betriebim Rahmen des Förderprogramms»SolarBau« des Bundesministeriumsfür Wirtschaft und Technologie er-stellt. Eine umfangreiche Dokumen-tation der Bauprojekte stellen wirgemeinsam mit dem FachgebietBauphysik und technischer Ausbau der Universität Karlsruhe und demBerliner Architekturbüro solidar mitFörderung des BMWi im Internet zurVerfügung: www.solarbau.de. ZumJahresende erschien ein 80-seitigesJournal zu den in Einzelprojektenbearbeiteten Themen und erstenAnalyseergebnissen. Das Journal kanngegen eine geringe Gebühr bei BINEBürger-Information Neue Energie-techniken bezogen werden: Tel: +49 (0) 2 28/92 37 90 Fax:+49 (0) 2 28/92 37 20 http://bine.fiz-karlsruhe.de

Abb. 10: Charakterisierung der Gebäudehüllenunterschiedlicher Projekte im Spannungsfeldvon Verlustminderung (HT) und passiver Solar-energienutzung (Aperturfläche). Mit Namenhervorgehoben sind die zuvor vorgestelltenDemonstrationsprojekte des Fraunhofer ISE.

Abb. 11: Zugriffsstatistik der Internetseite www.solarbau.de

Abb. 12: Teil 1 der wissenschaftliche Auswer-tung zum Förderprogramm SolarBau erschienEnde 2000 mit dem SolarBau:MONITOR-Journal 2000. Bezug: BINE Bürger-InformationNeue Energietechniken, Internet: bine.fiz-karlsruhe.de

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10000

8000

6000

4000

2000

Anzahl der monatlichen Zugriffe

Büchenau

Gundelfingen

Neuenburg

prak3

http://bine.fiz-karlsruhe.de


Energietechnik

Teststand eines 3,3 kWel Brennstoffzellenstacks.Die PEM Brennstoffzelle der Firma SIEMENS istTeil eines erdgasbetriebenen Blockheizkraft-werkes, welches im Rahmen eines von derE.ON Energie AG beauftragen Projekts »Inno-vative Hausenergieversorgung« entwickelt undgebaut wird.


Die Verwendung im Gebäude isttypisch für den Trend zu immerkleineren Anwendungen der Brenn-stoffzellentechnik. Unsere Mikro-energietechnik arbeitet an Systemenmit 0,1–5 W. Ob Notebook oder Cam-corder, die Brennstoffzelle statt Akkuserschließt eine neue Größenordnungbei den Laufzeiten der Geräte undgestattet maßgenaues Design: Strom-bedarf und Laufzeit sind getrennteParameter. Ersterer legt die Brenn-stoffzelle fest, letztere den Speicher.

Von unseren Technologien im Mikro-meterbereich profitiert auch eine ganzneue Technik: thermophotovoltaischeEnergiekonversion. Sie funktioniertwie eine Solarzelle für Infrarotstrah-lung und kann mit Leistungsdichtenüber 1 W/cm2 Wärme in Strom um-wandeln. Da sie keine bewegten Teilehat, ist sie wartungsarm und prä-destiniert für den Einsatz in abgele-genen Gegenden, z. B. bei Füllsendernder Telekommunikation.

Das gemeinsame Ziel unserer Arbeitenist, mit effizienten und wartungs-armen Energiewandlern den nach-haltigen Umgang mit Energie kom-fortabler und wirtschaftlich nochattraktiver zu machen.

Energietechnik

Brennstoffzelle statt Ölheizung? NeueGebäudekonzepte brauchen eineneue Energieversorgung. Bei energie-effizienten Solarhäusern geht es nurnoch um einen Restwärmebedarf. Einherkömmliches Heizungssystem lohntsich nicht und ist auch ökologischnicht wünschenswert: Niedertempera-turwärme fällt bei der Stromerzeu-gung als »Abfallprodukt« an. Poly-mermembran-Brennstoffzellen stellenheute mit rund 50 % Wirkungsgradaus Wasserstoff Strom her. Im Leis-tungsbereich einiger Kilowatt könnensie ein Gebäude elektrisch und ther-misch versorgen. ÜberschüssigerStrom wird ins Netz eingespeist oderbei Verbrauchsspitzen auch bezogen.So wird das Haus Teil der dezentralenEnergiewirtschaft von morgen. Miteinem Reformer kann Erdgas alsBrennstoff verwendet werden.

Reformierung ist ein chemischesVerfahren, das den Wasserstoff ausbiologischen und fossilen Energie-trägern extrahiert. Damit erreicht manzweierlei: Zum einen kann man der-zeit erschlossene Energieträger wieErdgas nutzen und muss nicht aufsolaren Wasserstoff warten. Zumanderen kann man, z. B. im Fahr-zeugbereich, Energieträger mit hoherSpeicherdichte wie Methanol oderBenzin einsetzen.

Ansprechpartner

Brennstoffzellen Dipl.-Ing. Mario Zedda Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 07E-Mail: [email protected]

Wasserstofferzeugung Dipl.-Ing. Peter Hübner Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 10E-Mail: [email protected]

Systemtechnik und Dipl.-Ing. Dieter Schlegel Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 09emissionsarme E-Mail: [email protected]

Mikroenergietechnik Dr. Christopher Hebling Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 95E-Mail: [email protected]

Energietechnik


Erdgasreformer für einBrennstoffzellen-Blockheiz-kraftwerk zur Energieversorgungvon Gebäuden

Brennstoffzellen können aus Wasser-stoff hocheffizient Strom erzeugen,die anfallende Wärme kann Gebäudeheizen. Wir entwickeln einenReformer, der Wasserstoff aus Erdgasbereitstellt. Die Energieversorgung vonGebäuden erfolgt mit dieser Tech-nologie - bis auf CO2 - nahezu ohneSchadstoffemissionen.

Peter Hübner, Angelika Heinzel,Christof Wittwer, Matthias Vetter,Walter Mittelbach, Andreas Bühring,Tim Schmid, Bernhard Seigel

Die Haustechnik eines Gebäudes mussAnforderungen genügen, die derReformer einer Brennstoffzelle nichtohne weiteren Entwicklungsaufwanderfüllen kann. Dazu gehören flexiblerBetrieb, kurze Startphase, geringerWartungsaufwand, lange Lebens-dauer, kompakte Bauweise und min-destens die Betriebssicherheit einerkonventionellen Energieversorgung.Wir konzipieren das System auf Erd-gasbasis und für einen Leistungsbe-reich von 1–2 kWel.

Die Hauptkomponenten eines Brenn-stoffzellen-BHKW zeigt Abbildung 1.

Die erste Verfahrensstufe, der Refor-mierreaktor, erzeugt durch Umsetzungvon Erdgas und Wasserdampf einwasserstoffreiches Gasgemisch. Zweinachgeschaltete katalytische Konver-ter wandeln den noch vorhandenenKohlenmonoxid-Anteil von etwa10 Vol % in Kohlendioxid undWasserstoff um. Die CO-Feinreini-gungsstufe entfernt schließlich dasKohlenmonoxid bis auf einen Rest-anteil im ppm-Bereich. Damit hat dasGas die für Membranbrennstoffzellenerforderliche Qualität.

Wichtige Kriterien für den Reformier-reaktor sind die Wärmeverluste überdie Außenwand, der lastabhängigeUmsatz im Reaktor, der Druckverlustüber und die Wärmeeinkopplung indas Katalysatorsystem sowie der(innere) Wärmeaustausch mit denAusgangsstoffen. Alle diese Einflüssemüssen bei der Optimierung desWirkungsgrades von Reformer undGesamtanlage beachtet werden.

Wir zielen auf eine hohe Flexibilitätdes Reformers bezüglich des Verhält-nisses von Wasserstoff und Wärme-erzeugung ab. Die CO-Konvertierung,soll auch bei Lastwechseln stabileWerte für den CO-Gehalt garantieren.Sie erfolgt nach dem heutigen Standder Technik in zwei Stufen, einerHochtemperaturstufe bei etwa 400 °Cund einer Niedertemperaturstufe beietwa 200 °C.

Die nachfolgende CO-Feinreinigungmuss den CO-Gehalt für eineMembranbrennstoffzelle deutlichunter 100 ppm absenken, um denAnodenkatalysator nicht zu vergiften.Wir realisieren sie zunächst mitselektiver Oxidation, später sind auchMembrantrennverfahren denkbar.

Zu den verschiedenen Verfahrens-schritten werden Katalysatorengestestet (Projektpartner: Fa. Süd-Chemie AG, München), die für eineoptimale Umsetzung des eingesetztenBrennstoffes sorgen. Hierzu haben wireinen neuen Katalysator-Teststand mitGaschromatographen aufgebaut.

Abb. 1: Aufbau eines Brennstoffzellen-BHKW,HTS und NTS sind katalytische Hoch- undNiedertemperatur CO-Shift-Stufen.

Erdgas und Wasser

Luft

Luft

Wasserstoff

Reformier-reaktor

HTS

NTS

CO-Feinreinigung

Wärme

Brennstoffzelle

Produktgas Wasser, LuftCO2

CO-Shift

elektrischer Strom


Energietechnik

Je nach erreichter Flexibilität des Re-formers und Verbraucherwünschenwird im Hausversorgungssystem eineHeiztherme als Reserve-Wärmequellevorgesehen und eine Integration inden Warmwasserkreislauf betrachtet.

Nach Auswahl der Peripheriekompo-nenten wie Wärmetauscher, Misch-ventile, Pumpen, Lüfter, integrierenwir den Reformer und alle Gasreini-gungsschritte. Wir entwickeln Regel-strategien, untersuchen die im Laborrealisierbare Gasqualität für verschie-dene Betriebszustände und optimierendas Reformersystem. Abschließendwird die komplette Gasversorgung mitder Brennstoffzelle (Fa. Proton Motor,Starnberg) in einem System vereinigtund getestet.

Der Erdgasreformer ist Teil des vomInstitut koordinierten und vomBundeswirtschaftsministerium geför-derten Leitprojekts »Neue Gesamt-energieversorgungskonzepte fürGebäude« (NEGEV). Seine Schwer-punkte sind technologieorientierteBedarfsanalyse, Entwicklung vonKomponenten der Energieversorgungfür Gebäude in modularer Bausweise

und deren Integration zu Komplett-systemen, einschließlich der Verbin-dung mit den bestehenden Netzender Energieversorgung. Zusammen mitIndustriepartnern (Abbildung 2) werden Techniken weiter entwickelt,die den geringen Energiebedarf mo-derner Gebäude hocheffizient deckenkönnen. Dazu gehören Solarsysteme,Brennstoffzelle, Wärmepumpe undverlustarme Speichersysteme. AmInstitut arbeiten wir eng mit derAbteilung »Thermische und optischeSysteme« zusammen (Beitrag S. 30).

Abb. 2: Partner des Leitprojekts NEGEV.

Energietechnik


Innovative Hausenergieversorgung mit einem Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerk

Für die E.ON Energie AG wird imRahmen des Projekts »InnovativeHausenergieversorgung« ein Brenn-stoffzellen-Blockheizkraftwerk amFraunhofer ISE entwickelt, gebaut und im Technologie-Pavillion desBauzentrums der Messe München in Poing aufgestellt.

Dieter Schlegel, Sylvain Darou,Tobias Wartha, Robert Szolak,Christoph Strobel,Maurizio Palmisano, Angelika Heinzel

Fortschrittliche Energieversorgungs-konzepte legen ihren Schwerpunktauf die Umweltverträglichkeit und aufdie möglichst optimale Nutzung desBrennstoffes. Brennstoffzellen alsäußerst effiziente und umweltfreund-liche Energieumwandler mit niedrigenSchadstoffemissionen erfüllen dieseAnforderungen.

Das Fraunhofer-Institut für SolareEnergiesysteme ISE entwickelt seitmehreren Jahren Erdgasreformer zurWasserstofferzeugung für BHKWs. Indieser Zeit wurden zwei Reformer-anlagen aufgebaut, 1997 im Tech-nologiezentrum Riesa, Sachsen und1999 an der Fachhochschule Ulm.

Für die Nutzung von Erdgas in einemBrennstoffzellen-Blockheizkraftwerksind neben dem PEM-Brennstoff-zellenblock (Polymer-Elektrolyt-Membran) weitere Komponentenerforderlich. Abbildung 2 zeigt eineschematische Darstellung einesBrennstoffzellen-BHKWs.

Der Energieträger Erdgas wird ineinem Reformer zu wasserstoff-reichem Synthesegas umgewandelt.Nach einer Gasnachbehandlung(Kohlenmonoxid-Konvertierung) undFeinreinigung (z. B. selektive Oxidationvon Kohlenmonoxid) wird dasReformat, das aus 75 % Wasserstoffbesteht, der PEM-Brennstoffzelle zurStromerzeugung zugeführt. Die Ab-wärme wird sowohl im Prozess selbstgenutzt als auch als Nutzwärmeausgekoppelt. Für die von derBrennstoffzelle abgegebene Gleich-spannung (12 V, 275 A) sind zur Zeitnoch keine handelsüblichen Wechsel-richter erhältlich. Daher muss die

Abb. 2: Schematische Darstellung eines Brennstoffzellensystems zur Erdgasnutzung(Quelle: E.ON Energie AG).

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Wechselstrom

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Abb. 1: Spezifische Luftschadstoffemissionenverschiedener stationärer Elektrizitätserzeu-gungstechniken (Quelle: VDEW).


Energietechnik

Mini-Photovoltaikmodule fürKleingeräte und Sensoren

Am Fraunhofer ISE werden hocheffi-ziente Mini-Photovoltaikmodule ent-wickelt, die hochwertige Kleingerätewie Handys, Organiser oder Sensorenmit Solarstrom versorgen. Die Photo-voltaik verlängert die Standby-Zeitoder ermöglicht sogar völligeAutarkie.

Christopher Hebling, Helge Schmidhuber, Stefan Glunz,Heribert Schmidt, Werner Roth

Solarzellen wandeln das Licht derSonne oder einer Lampe in elektri-schen Strom um. Sie werden in Mo-dulen zu leicht handhabbaren Ein-heiten verschaltet. Für die Versorgungvon Geräten in Innenräumen müssensie besondere Eigenschaften haben.

Wir verwenden unter anderem die amFraunhofer ISE hergestellten, hoch-effizienten Solarzellen, die sich durchsehr gutes Schwachlichtverhaltenauszeichnen. Module aus diesenSolarzellen erreichen auch in Innen-räumen noch hohe Wirkungsgradeund hohe Spannungen.

Platz ist Mangelware bei Kleingeräten.Die Solarzellen werden deshalb zuHochleistungsmodulen verschaltet undverkapselt. So kontaktieren wir dieSolarzellen mit einem Leitkleber inSchindeltechnik und vergießen siedann mit einem hochtransparentenSilikongießharz. Das reduziert die vonKontakten abgeschattete Fläche undverleiht unseren Modulen einen Wir-kungsgrad von 20%.

Die ebenfalls am Fraunhofer ISEentwickelten energiesparendenAkkuladeschaltungen passen das

Spannung zuerst mittels eines DC/DC-Wandlers auf 350 V angehobenwerden. Über einen Wechselrichterwird der Strom in die Hausenergie-versorgung eingespeist. Der DC/DC-Wandler wird zusammen mit demWechselrichter von der Firma Kacoentwickelt.

Der Gesamtwirkungsgrad der Anlageohne elektrische Verbraucher undWechselrichter soll mindestens 60 %betragen. Der Brennstoffzellenblock,bestehend aus 20 Einzelzellen,arbeitet im Nennbetriebspunkt bei0,6 VDC pro Zelle bei 275 A. DieserBetriebspunkt ist von der Zusammen-setzung des Reformergases undweiteren Betriebsparametern wieDruck und Temperatur abhängig.

Die elektrische Leistung der Anlagebeträgt 3,3 kW, die thermische4,5 kW. Der Brennstoffzellenblockwurde durch die Firma Siemens ge-liefert. Die Brennstoffzellenanlage wirddurch eine SPS (Speicherprogrammier-bare Steuerung) automatisiert undkann über ISDN und ein Softwaretoolferngewartet werden. AutorisiertesPersonal kann mit einem speziellenZugangscode die Prozessdaten ver-ändern und Wartungsarbeiten durch-führen. Die Prozessdaten werden aneinem PC visualisiert, so dass Besucheraktuelle Daten einsehen können.

Das Projekt wird durch das BayerischeStaatsministerium für Wirtschaft,Verkehr und Technologien gefördert.

Modul elektronisch an das jeweiligeGerät an. Sie sorgen dafür, dass derproduzierte Strom optimal für denBetrieb des Geräts genutzt wird.

Die Leistungsfähigkeit der Mini-Photovoltaikmodule demonstrierenbereits Funktionsmuster für Telekom-munikation, mobile Rechner und fürautarke, kabellos kommunizierendeSensoren. PV-Module versorgen dieseSensoren dauerhaft mit Strom. Dasreduziert den Aufwand für Wartungund Service deutlich.

Prototyp eines solar betriebenen Organisers.Die geräteintegrierten Akkus werden von dem Photovoltaikmodul aufgeladen. (Zu-sammenarbeit zwischen Fraunhofer ISE, Casio Computer und AccuCell).

Schematischer Aufbau eines Photovoltaik-moduls mit gebogener Frontseite. Es könnenModule mit einer minimalen Dicke von 1,5 mmhergestellt werden.

PMMA / PC

Silikon

Solarzelle

Isolationsfolie

Energietechnik


Brennstoffzellen im Klein-leistungsbereich zur Energie-versorgung von portablenElektronikgeräten

In einem von fünf Fraunhofer-Instituten durchgeführten Verbund-Projekt werden Mikrobrennstoff-zellensysteme als Ergänzung oderErsatz von Akkus entwickelt. Von derMaterialentwicklung bis hin zurBewertung von Strukturübertragungs-methoden und Mikromontagetech-niken werden alle Aspekte für einserientaugliches Brennstoffzellen-system bearbeitet.

Christopher Hebling, Mario Zedda,Andreas Schmitz, Ulf Groos,Alexander Hakenjos, Jürgen Schumacher, Klaus Tüber

Brennstoffzellen gelten aufgrund ihreshohen elektrischen Wirkungsgrades,ihres frei wählbaren modularen Auf-baus und der emissionsfreien Energie-wandlung als Zukunftstechnologie fürdie netzferne Energieversorgung. Erstin den letzten Jahrzehnten wurdenfunktionsfähige, langzeitstabileSysteme realisiert. Neuerdings werdenBrennstoffzellen auch für den kosten-günstigen Einsatz in Massenmärktenwie beispielsweise portable elektro-nische Geräte erforscht.

Im Rahmen einer von der Fraunhofer-Gesellschaft geförderten wirtschafts-orientierten strategischen Allianz(WISA) unter der Leitung des Fraun-hofer ISE werden Brennstoffzellen imLeistungsbereich zwischen etwa 0,1und 5 W entwickelt. Als Partnertragen das Fraunhofer-Institut fürchemische Technologie ICT, dasInstitut für Zuverlässigkeit und Mikro-integration IZM, das Institut fürProduktionstechnologie IPT sowie dasCenter for Manufacturing Inno-vation CMI mit ihren jeweiligenKompetenzen zur Realisierung des

Gesamtsystems bei. Die Bündelungder Einzelkompetenzen führt zu einemsynergistischen Mehrwert bei denFunktionseinheiten der Brennstoffzellesowie beim Aufbau der Fertigungs-technologie.

Leitprodukt ist ein gängiger Cam-corder, dessen Akku durch ein Brenn-stoffzellensystem ersetzt wird. Anhandeines Prototypen werden alle rele-vanten Systemaspekte bearbeitet:strömungsmechanische Simulationender Kanalstruktur, Materialvariationender Bipolplatte, Integration von Mikro-peripherie-Elementen, Entwicklungeines Powermanagements und derBewertung von geeigneten Herstel-lungs- und Montagetechnologien.

Neben dem sogenannten Stack-Design, der Serienverschaltung auf-einandergestapelter Brennstoffzellen,wird auch eine extrem flache An-ordnung von serienverschaltetenZellen realisiert, die auf der Rückseiteeines MP3-Players die Energiever-sorgung übernimmt.

Das Fraunhofer ISE bringt seine lang-jährige Erfahrung bei der Auslegung,dem Bau und der Charakterisierungvon Brennstoffzellensystemen in dasProjekt ein. Dafür haben wir den

Bereich der strömungsmechanischen,thermodynamischen und elektro-chemischen Simulation des Stoff-transports und der Stoffumwandlungintensiviert. Wir können nun orts-aufgelöst beispielsweise die Wärme-und Wasserentstehung als Funktionder Geometrie der Gaskanäle und desVolumenstroms berechnen. Paralleldazu haben wir einen Messstandaufgebaut, mit dem in einer 5 x 5 cm2

großen Testzelle, die in 49 Einzelseg-mente unterteilt ist, die folgendenParameter ortsaufgelöst gemessenwerden können:

- Temperatur (hochempfindliche IR- Kamera mit Makroobjektiv)

- Stromdichte (Messung der I-U-Kennlinie jedes Einzelsegments)

- Wassergehalt der Membran (Impedanzspektroskopie)

- Druckdifferenz (Druckmesser am Ein- und Ausgang der Gaskanäle)

- Luftfeuchte (Feuchtemesser am Ein- und Ausgang der Zelle)

- Wasserstofffeuchte (Feuchtemesser am Ein- und Ausgang der Zelle)

Die Messergebnisse helfen uns, dieModellbildung der Simulation zuverbessern und führen so zu einemwachsenden Verständnis derVorgänge in einer Brennstoffzelle.

Abb. 1: Teststand zur ortsaufgelösten Messungder Stromdichte, derImpedanz sowie derTemperatur.


Energietechnik

ThermophotovoltaischeEnergiekonversion mitmikrostrukturierten Strahlern

Thermophotovoltaik (TPV) ist die Um-wandlung von Wärmestrahlung inelektrische Energie mit photovol-taischen Zellen. Die TPV besitzt vorallem im Kleinleistungsbereich dasPotenzial für Wärme-Elektrizitäts-Wandler mit hohem Wirkungsgradund hoher Zuverlässigkeit. Die Mög-lichkeit der Kogeneration von Elektri-zität und Wärme, hohe Leistungs-dichten (>1W/cm2) und ein geringerWartungsaufwand wegen des Fehlensbeweglicher Teile sind weitereprinzipielle Vorteile der Thermophoto-voltaik.

Christopher Hebling, Jörg Ferber*,Johannes Aschaber*, Christian Schlemmer, Rolf Wiehle,Volkmar Börner, Andreas Heinzel,Andreas Gombert

Eine TPV-Marktstudie des FraunhoferISE zeigt attraktive Anwendungenu. a. in den Bereichen netzfernerStromversorgung, Camping/Freizeit(Kogeneration von Elektrizität undWärme), Telekommunikation (PV-Hybridsysteme) sowie netzautarkerGasheizungen auf. Ein Marktpotenzialbesteht auch durch die Nutzung vonAbwärme aus der Industrie (z. B. Glas-, Aluminium-, Stahlverarbeitung).

Wir verfolgen ein neuartiges Konzept,bestehend aus einem mikrostrukturier-ten Strahler (Emitter), den ein Brennererhitzt, einem Vakuumsystem sowiePhotovoltaikzellen aus infrarot-empfindlichem GaSb (Beitrag S. 61).Die Strukturierung der Emitterober-fläche dient dazu, das Spektrum deserhitzten Materials an die spektrale

Empfindlichkeit der GaSb-Zellenanzupassen. Derzeit untersuchen wirWolfram als Emittermaterial, da eseine natürliche Strahlungsselektivitätaufweist, die durch Mikrostrukturie-rung verstärkt und optimiert werdenkann. Durch die Verwendung einesselektiven Emitters kann auf zu-sätzliche Filter zur Anpassung derStrahlung verzichtet werden. Außer-dem ist Wolfram wegen seines hohenSchmelzpunktes für die auftretendenTemperaturen geeignet.

Ein Vorteil des Systembetriebes imVakuum ist das Ausbleiben der kon-vektiven Wärmeübertragung mit ihrenwirkungsgradmindernden Eigenschaf-ten auf die Photovoltaikzellen. DieBeheizung der Wolframbleche kannauf beliebige Art erfolgen, voraus-gesetzt Temperaturen um 1250 °Cwerden erreicht. Auch die Verwen-dung von Biobrennstoffen ist denkbar.

Abbildung 1 zeigt das simulierteEmissionsspektrum einer mikrostruk-turierten Wolframoberfläche mit einerGitterperiode von 1,45 µm und einerTiefe von 0,3 µm in Abhängigkeit vonverschiedenen Abstrahlwinkeln. Mitzunehmendem Abstrahlwinkel ver-schiebt sich das Emissionsmaximum zugrößeren Wellenlängen – ein uner-wünschter Effekt, da Photovoltaik-zellen aus GaSb-Zellen nur Strahlungmit einer Wellenlänge kleiner als1,7 µm in Strom umwandeln können.Simulationsrechnungen zeigen, dassgrößere Strukturtiefen im Mikrometer-bereich diese Winkelselektivitätverhindern können. Erste Messungenbestätigen dies.

Abb.1: Simuliertes Emissionsspektrum eineszweidimensionalen Wolfram-Gitters bei1 400 °C mit einer Gitterperiode von 1,45 µm,aufgetragen für verschiedene Polarwinkel.GaSb-Zellen können nur Photonen mit einerWellenlänge unterhalb 1,7 µm nutzen. Dasgezeigte Spektrum ist simuliert, wir schaffenderzeit die Voraussetzungen für Messungen beiden auftretenden hohen Temperaturen.

Abb. 2: Rastermikroskopische Aufnahme einermikro-strukturierten Wolframoberfläche miteiner Gitterperiode von 1,4 µm und einerStrukturtiefe von 1 µm.


1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

01.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Wellenlänge [µm]

Emis

sion

sgra

d

0°30°60°

Abbildung 2 zeigt die REM-Aufnahmeeiner tief strukturierten Wolframprobemit einer Gitterperiode von 1,4 µmund einer Strukturtiefe von über1 µm. Wir arbeiten derzeit an derStrukturoptimierung und derLangzeitstabilität der Strahlungs-emitter.



Monolithische Tandem-Konzentratorzellen,die einen Wirkungsgrad von 31,1 % erzielen,eingebaut in ein Testmodul. Tandemsolarzellenwandeln durch spektral angepasste Teilsolar-zellen die unterschiedlichen Bereiche derSonnenstrahlung mit besonders hohemWirkungsgrad in elektrische Energie um. Linsen konzentrieren das Sonnenlicht um einen Faktor 100 bis 1 000.


Mit einer Pilotfertigung können wirjetzt in Freiburg Hochleistungssolar-zellen z. B. für portable Geräte inKleinserie produzieren.

Die kristalline Silicium-Dünnschicht-solarzelle verbindet die klassischenVorteile des Siliciums mit den Vorteilender Dünnschichttechnik. Neben denphysikalischen Grundlagen entwickelnwir gleich die Fertigungstechnik: Derenergiesparende SIR-Prozess liefertflexible Folien mit beachtlichemWirkungsgrad.

Bei den III-V Solarzellen arbeiten wiran strahlungsresistenten Tandemzellenfür die Anwendung im Weltraum. Fürdie terrestrische Anwendung ent-wickeln wir ein preisgünstiges Ver-fahren zur Herstellung der Fresnel-linsen in Konzentratormodulen undbauen komplette Module für denAußeneinsatz auf.

Für Laser-Leistungsübertragung undfür den thermophotovoltaischen Einsatz entwickeln wir spezielle III-V Zellen, die für das entsprechendeStrahlungsspektrum optimiert sind.


Über 80 % der weltweit hergestelltenSolarzellen sind aus kristallinemSilicium. Preis/Leistungsverhältnis,Langzeitstabilität und belastbareKostenreduktionspotenziale sprechendafür, dass dieser Leistungsträger derterrestrischen Photovoltaik in dennächsten zehn Jahren weiter marktbe-herrschend bleibt.

III-V Halbleiter wie Galliumarsenid sinddas zweite Materialsegment, das wirbearbeiten. Es steht derzeit noch füreinen Spezialmarkt, der mit denStichworten Weltraum, optische Kon-zentration, Sonderanwendungen be-schrieben werden kann. Das gemein-same Thema in beiden Bereichenheißt für uns: Forschung rückt nochnäher an die kommerzielle Anwen-dung heran.

Hier sind Beispiele:Im Oktober nahmen wir unser Labor-und Servicecenter in Betrieb. Hierkönnen wir unter Produktionsbe-dingungen im Labor arbeiten. DieIndustrie kann die Ergebnisse ohneProduktionsausfälle 1:1 in die Ferti-gung übernehmen.

Ansprechpartner

Silicium-Material- Dr. Achim Eyer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 61entwicklung E-Mail: [email protected]

Kristalline Silicium- Dr. Albert Hurrle Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 65Dünnschichtzellen E-Mail: [email protected]

Multikristalline Prof. Roland Schindler Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 52Silicium-Solarzellen E-Mail: [email protected]

Hocheffiziente Dr. Stefan Glunz Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 91Silicium-Solarzellen E-Mail: [email protected]

III-V-Photovoltaikzellen Dr. Andreas Bett Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 57und Schichtstrukturen E-Mail: [email protected]

Dielektrische und Dr. Friedrich Lutz Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 67elektrische Schichten E-Mail: [email protected]

Charakterisierung von Dr. Wilhelm Warta Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 92PV-Materialien E-Mail: [email protected]

Innovative Fertigungs- Dr. Ralf Lüdemann Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 99technologien E-Mail: [email protected]



Monokristalline Solarzellen mithöchsten Wirkungsgraden undinnovativer Fertigungstechnologie

Etwa die Hälfte aller Solarzellen welt-weit werden aus monokristallinemSilicium hergestellt. In den letztenJahren ist international ein starkerTrend zu höheren Wirkungsgradenund kleineren Waferdicken zu beo-bachten. Ein Schwerpunkt unsererForschungsaktivitäten lag daher beider Prozessierung von dünnen Wafernmit neuen kostensparenden Herstel-lungsverfahren. Außerdem haben wireine Pilotlinie für die Herstellung vonhocheffizienten Solarzellen aufgebautund in Betrieb genommen.

Stefan Glunz, Jochen Dicker,Franz J. Kamerewerd,Joachim Knobloch, Bettina Köster*,Antonio Leimenstoll, Ralf Lüdemann,Ralf Preu, Stefan Rein**,Sebastian Schaefer, Elisabeth Schäffer,Eric Schneiderlöchner,Jürgen Schumacher, Wilhelm Warta,Wolfram Wettling, Gerhard Willeke

Um hohe Wirkungsgrade auch aufgeringen Waferdicken zu erzielen,braucht man in der industriellenProduktion neue Zellstrukturen. BeiSolarzellen mit Aluminum-Back-Sur-face-Field reduziert sich der Wirkungs-grad bei Verringerung der Zelldickesehr stark. Durch geeignete Maß-nahmen, wie einer verbesserten Ober-flächenpassivierung und interner Ver-spiegelung der Rückseite, kann derWirkungsgrad insbesondere für ge-ringe Zelldicken stark gesteigertwerden. Schon seit geraumer Zeitstehen Solarzellenkonzepte zur Ver-fügung, mit denen Wirkungsgradedeutlich über 20 % erreicht werdenkönnen (z. B. Abbildung 1). Allerdingssind diese Konzepte bisher nicht in dieindustrielle Fertigung übernommenworden, da sie aufwändig und damitteuer sind. In letzter Zeit untersuchenwir verstärkt Möglichkeiten zu derenvereinfachten Umsetzung.

Wichtigstes Merkmal hocheffizienterSilicium-Solarzellen ist eine sehr guteOberflächenpassivierung. Sie kanndurch die Beschichtung mit Silicium-dioxid oder Siliciumnitrid erreichtwerden. Allerdings muss beim Auf-bringen der Kontakte diese Isolator-schicht teilweise wieder geöffnetwerden (Abbildung 1). Das wurdebisher durch relativ aufwändige Pho-tolithographieschritte bewerkstelligt.Uns ist es jetzt gelungen, die Isola-torschicht mittels Laserablation zuöffnen, was die Anzahl der Prozess-schritte zur Herstellung der Rücksei-tenpunktkontakte um einen Faktor 5reduziert. Wir untersuchten zweiLasersysteme auf ihre Tauglichkeit:

Abb. 2: Mit einem Excimer-Laser geöffneterKontaktpunkt in der dielektrischen Passi-vierungsschicht auf der Rückseite einerhocheffizienten Siliciumsolarzelle.

Abb. 1: Hocheffiziente Solarzelle (Passivated Emitter andRear Cell (PERC) Konzept). Die Oberflächenvergütungbesteht entweder aus thermisch aufgewachsenem SiO2oder einer abgeschiedenen SiNx-Schicht.


** Universität Freiburg, Freiburger Materialforschungszentrum FMF, Freiburg

Dünne Kontaktstege⇒ Kleine Abschattung

Oberflächentexturierung⇒ Reflexionsverminderungund schräger Lichteinfang

Oberflächenvergütung⇒ Oberflächenpassivierungund interne Verspiegelung

Geringe Kontaktflächen⇒ Oberflächenpassivierung



einen KrF-Excimerlaser mit einer sehrkurzen Wellenlänge (248 nm) undeinen Nd:YAG Laser mit großerWellenlänge (1 064 nm). Abbildung 2zeigt einen mittels Excimer-Lasergeöffneten Rückseitenkontaktpunkt.

Da Siliciumnitrid Licht dieser Wellen-länge sehr stark absorbiert, wird diePassivierungsschicht sehr selektivablatiert. Beim Nd:YAG-Laser mit sehrgroßer Wellenlänge dringt hingegender Laserstrahl tief in das darunter-liegende Silicium ein und hinterlässteine Art Krater im Silicium(Abbildung 3).

Trotz der unterschiedlichen Ablations-ergebnisse erzielten wir mit beidenLasersystemen bereits Solarzellen-Wirkungsgrade über 20 %. Die Er-gebnisse liegen nur geringfügig unterdem Wirkungsgrad herkömmlich pro-zessierter hocheffizienter Solarzellen.

Mit solch hochwertigen Zellkonzeptenkann man die Waferdicke ohne starkeEinbußen im Wirkungsgrad drastischreduzieren. So erreichten wir aufeinem 115 µm dünnen Wafer ausindustrierelevantem Czochralski-Sili-cium einen Wirkungsgrad von 20 %.Auf der Titelseite ist eine 85 µmdünne hocheffiziente Czochralski-Silicium-Solarzelle dargestellt. Außerder Materialersparnis wird auf diesemBild noch eine andere herausragendeEigenschaft der Zellen ersichtlich: Siesind flexibel. Damit bieten sich völligneue Anwendungsgebiete.

Bisher konnten wir neue hocheffi-ziente Zellkonzepte nur im Labormaß-stab verifizieren. Das hat einerseitsden Nachteil, dass wegen der kleinen

Stückzahl die potenziellen Kosten vonhocheffizienten Solarzellen nur unge-fähr angegeben werden können.Andererseits konnten wir in diesemRahmen keine automatisierten Pro-zessschritte einführen, die wiederumzur Kostenreduktion beitragenwürden.

Deshalb haben wir in diesem Jahr einePilotlinie für hocheffiziente Solarzellenaufgebaut und in Betrieb genommen.Wir identifizierten besonders zeitauf-wändige Prozessschritte des Labor-betriebs und automatisierten sie.Dabei kamen teilweise neuartige,selbst entwickelte Geräte zum Einsatz.

Ein ebenso wichtiges Ziel dieser Pilot-linie ist es, hocheffiziente Solarzellenin ausreichender Menge für die Pro-totypentwicklung von solarversorgtenKleingeräten zur Verfügung zu stellen.Abbildung 4 zeigt einen Siliciumwafermit 14 hocheffizienten Solarzellen.Diese Zellen sind für die Serienschal-tung in Schindeltechnik optimiert.Dabei überlappen sich die Solarzellengeringfügig: Der Stromsammelbus(horizontale Metallstreifen in Abbil-dung 4) wird durch die folgende Zelleabgedeckt. Das reduziert die Abschat-tung und die Flächenverluste durchZwischenräume im Modul stark. Dasin Abbildung 4 rechts oben darge-stellte Modul ist mit dieser Technikhergestellt worden. Während einsolches Modul bei voller Sonnenein-strahlung etwa 60 % mehr Leistungals ein kommerzielles Modul erbringt,wird dieser Unterschied bei kleinenBeleuchtungsstärken noch gravier-ender. Bei konventionellen Zellen»bricht« die Spannung bei geringerBeleuchtungsstärke stark ein, so dass

wesentlich mehr Zellen zum Erreichender für die jeweilige Applikationnotwendigen Spannung erforderlichsind. Dieser Effekt tritt bei unserenhocheffizienten Zellen nicht auf. Dasist von entscheidender Bedeutung fürdie Versorgung von Elektronikpro-dukten wie Mobiltelefonen, Palmtops,etc., die fast immer in Innenräumenbetrieben werden (Beitrag S. 51).

Abb. 3: Mit einem Nd:YAG-Laser geöffneterKontaktpunkt in der dielektrischen Passi-vierungsschicht auf der Rückseite einerhocheffizienten Siliciumsolarzelle.

Abb. 4: Hocheffiziente Solarzellen auf einemWafer und nach der Verschaltung in einemSchindelmodul (rechts oben).



Rasches thermisches Prozessieren von Solarzellen

In der Solarzellenproduktion wird eineweitere Verkürzung der Prozesszeitenangestrebt. Eine deutliche Reduktionlässt sich z. B. mit Hilfe des RaschenThermischen Prozessierens (RTP) er-reichen. Derzeit langwierige Hoch-temperaturprozesse verkürzen sich bei RTP auf wenige Sekunden.

Harald Lautenschlager, Stefan Peters,Volker Radt, Christian Schetter,Roland Schindler

Der Wirkungsgrad multikristallinerSolarzellen liegt im Vergleich zu demWirkungsgrad einkristalliner Zellen jenach Qualität der Ausgangsscheibenum etwa 2–3 % absolut niedriger.Dies trifft sowohl auf Laborzellen alsauch auf industriell gefertigte Zellenzu. Der niedrigere Wirkungsgrad wirdder hohen Dichte an Versetzungenund Korngrenzen und einem inhärenthöheren Restverunreinigungsgrad mitmetallischen Fremdatomen zuge-schrieben.

Durch optimale Prozessführung kannmultikristallines Material unter Um-ständen so verbessert werden, dass esdem einkristallinen Material nahekommt. Dies kann z. B. durch soge-nannte Getterschritte erreicht werden,

bei denen Verunreinigungen aus demVolumen der Solarzelle entfernt unddamit unschädlich werden. Dies ist je-doch in der Regel mit langen Prozess-zeiten verbunden, die sich industriellschlecht umsetzen lassen. DieselbenCharakteristiken hat auch der in denvergangenen Jahren am Fraunhofer ISEentwickelte einfache konventionelleSolarzellenprozess, der einen inte-grierten Getterschritt enthält. Allge-mein wird diese Art der Hochtempera-turprozessierung mittels widerstands-beheizter Rohröfen als konventionelleProzessierung bezeichnet.

Eine neue Richtung der Prozessierungstellt das Rasche Thermische Pro-zessieren (RTP) dar. Bei dieser Technikwerden die Siliciumscheiben durchkurzwelliges Licht beheizt. Da zu-sätzlich die Umgebung des Wafersstets kalt bleibt, lassen sich mit dieserMethode steile Aufheiz- und Abkühl-rampen fahren. Im Gegensatz zurkonventionellen Prozessierung erlaubtRTP somit sehr kurze Prozesszeiten imBereich von wenigen Sekunden. InAbbildung 1 ist schematisch der Auf-bau eines kommerziellen RTP-Ofensgezeichnet wie er auch im Bereich derMikroelektronik eingesetzt wird. Eswurde ein Prototyp eines Durchlauf-RTP-Ofens entwickelt, der insbeson-dere für die Anforderungen der PV-Industrie geeignet ist.

Unsere Arbeiten zeigen, dass mittelsRTP ebenso effiziente einkristallineSolarzellen hergestellt werden könnenwie im konventionellen langsamerenProzess. So kann zum Beispiel mittelsRTP in extrem kurzer Diffusionszeiteine Solarzelle aus industriellem Cz-Simit 17,5 % Wirkungsgrad hergestelltwerden. Die eingesetzten RTP-Prozesse zur Emitterdiffusion undOxidpassivierung dauern dabei in derSumme weniger als eine Minute. Zu-dem gelang uns die Herstellung einerSolarzelle aus hochwertigem Float-Zone Silicium mit 18,7 % Wirkungs-grad, wobei auch ein siebgedrucktesAluminium Back-Surface-Field zurRückseitenpassivierung mittels einesspeziell angepassten RTP-Prozessesgebildet wurde.

Bei multikristallinem Silicium ausgroßen Blöcken liegt der Wirkungs-grad der RTP-Solarzellen allerdingsnoch etwas niedriger. Überraschender-weise trifft dies nicht für Bänder-materialien wie EFG (edge definedfilm-fed growth) oder RGS (ribbongrowth on substrate) zu. In Abbil-dung 2 sind die Zellwirkungsgrade fürRGS- sowie EFG-Silicium aufgeführt.In beiden Fällen konnten wir mit RTPhöhere Wirkungsgrade als im kon-ventionellen Prozess erzielen. DieUrsache hierfür dürfte in der Aktivie-rung und Ausscheidungskinetik vonVerunreinigungen liegen: Bei zuneh-mender Temperaturbelastung bildensich Cluster oder Ausscheidungen vonVerunreinigungen und anderen Defek-ten. Beim EFG äußert sich dies z. B. ineinem höheren Kurzschlussstrom, ver-bunden mit einer geringeren Leerlauf-spannung. Insgesamt gibt es höhereWirkungsgrade für kürzere Prozess-zeiten. Diese Effekte sind stark ab-hängig von dem jeweiligen Materialund Ziehprozess bei dessen Her-stellung.Abb. 1: Schematischer Aufbau des am

Fraunhofer ISE verwendeten RTP-Ofens.Abb. 2: Wirkungsgradverbesserung an Labor-mustern von Folienmaterialien wie ribbongrowth on substrate (RGS) und edge definedfilm-fed growth (EFG) durch Anwendung vonRTP statt konventioneller Prozessierung.

Wafer

Tür

N2,O2

Reaktorblock- wassergekühlt- hochreflektierend

Pyrometer

Wolfram-Halogenstäbe

Quarzrohr

konv. RTP konv. RTP

RGS

Wirk

ungs

grad

[%

]

EFG14

12

10

8

6

4

2

0



Der SIR-Prozess zur energie-sparenden Herstellung vonkristallinen Silicium-Dünn-schichtsolarzellen

Der Energieverbrauch ist ein wesent-licher Kostenfaktor bei der Herstellungkristalliner Silicium-Dünnschichtsolar-zellen. Der neuartige, vom Fraun-hofer ISE miterfundene SIR-Prozesskann die Energiekosten deutlichsenken.

Achim Eyer, Stefan Reber,Daniela Oßwald*, Albert Hurrle,Norbert Schillinger, Sandra Bau**,Andreas Roosen***,Christiane Lutz***, Hans-Jürgen Pohlmann****

Bei der Herstellung von kristallinenSilicium-Dünnschichtsolarzellen spielenneben den Materialkosten auch dieEnergiekosten eine wesentliche Rolle.Im so genannten Hochtemperatur-ansatz gibt es zwei energieintensiveHerstellungsschritte mit Temperaturenbis über 1 400 °C: das Brennen derKeramik des Trägersubstrats und dieSchmelzrekristallisation.

Im SIR-Prozess – Simultane Infiltrationund Rekristallisation – werden Bren-nen und Rekristallisieren in einemSchritt zusammengefasst. Dies er-möglicht eine deutliche Energie- und damit Kostenersparnis.

Die Idee, die dem SIR-Prozesses zu-grunde liegt, zeigt Abbildung 1 etwas

detaillierter: Eine keramische Grünfolieaus Silicium, Siliciumkarbid undKohlenstoff mit einer Zwischenschichtdient als Trägermaterial (Substrat).Auf das Substrat bringt man nun eineSiliciumschicht entweder aus Silicium-pulver oder durch ein Abscheidever-fahren auf. Jetzt folgt der entschei-dende SIR-Prozessschritt: In einemZonenschmelzofen wird ein schmalerStreifen des Schichtsystems über dieSchmelztemperatur von Silicium er-hitzt und gleichzeitig über die Probe»gezogen«. Dies bewirkt in nur einemSchmelzschritt zweierlei: Zum einenwird das feinkörnige Silicium oberhalbder Zwischenschicht rekristallisiert undes entsteht eine grobkristalline Sili-ciumschicht. Zum anderen reagiert dasflüssige Silicium in der Grünfolie mitdem vorhandenen Kohlenstoff zuSiliciumkarbid, das die Grünfolie kera-misiert und damit härtet. Durch epi-taktisches Verdicken der rekristalli-sierten Siliciumschicht entsteht einWaferäquivalent, welches mit her-kömmlichen Herstellverfahren zuSolarzellen prozessiert werden kann.

In Zusammenarbeit mit der UniversitätErlangen-Nürnberg und mit Förderungder Firmen TeCe Technical CeramicsGmbH und Shell Solar setzten wir dieIdee des SIR-Prozesses um. Die Uni-versität Erlangen-Nürnberg ent-wickelte ein Verfahren zur Herstellungder keramischen Grünfolien. Das da-bei verwendete Foliengießen (tapecasting) ist eine Methode, um schnellund kostengünstig große Folien-

flächen zu fertigen. Die größtenFolien, die dort hergestellt wurden,erreichten 2 m Länge bei 25 cm Breite(Abbildung 2). In Zusammenarbeit mitdem Fraunhofer ISE wurde die Folien-rezeptur in Erlangen sukzessiveoptimiert.

Wir führten zusätzlich sämtlicheweiteren Prozessschritte bis hin zurSolarzellenfertigung und -charakteri-sierung durch. Dabei stellten wirSolarzellen von 1 cm2 Fläche bis25 cm2 Fläche her. Abbildung 3 zeigtbeispielhaft eine SIR-Solarzelle miteiner Größe von 5 x 5 cm2. Die bestenWirkungsgrade der Solarzellen lagenbereits nach kurzer Entwicklungszeitbei 6,4 %.

Abb. 2: Grünfolie aus Si-SiC-C, die durchFoliengießen hergestellt wurde.

Abb. 3: 5 x 5 cm2 große SIR-Solarzelle.

Abb. 1: Schema der Prozessschritte (von links nach rechts), die zur Herstellung einer kristallinien Silicium-Dünnschichtsolarzelle nach dem SIR-Prozess durchgeführt werden.


** PSE Projektgesellschaft Solare Energiesysteme mbH, Freiburg

*** Universität Erlangen-Nürnberg **** TeCe Technical Ceramics GmbH

Zwischenschicht- trennt Grünfolie

und Keimschicht

Silicium- auf der Zwischen-

schicht- in der Grünfolie zur

Reaktionsbindung

SIR-Prozess- zum Rekristallisie-

ren der SI-Schicht- zum Reaktions-

binden

Solarzellenprozess- Abscheidung der photo-

voltaisch aktiven Schicht- p/n-Herstellung und

Metallisierung

Si-SiC-C Grünfolie- hergestellt durch

Foliengießen- verkorkt



Einseitenkontaktierung fürkristalline Silicium-Dünn-schichtsolarzellen mitSiebdruckverfahren

Sollen kristalline Silicium-Dünnschicht-solarzellen auf elektrisch isolierendenSubstraten hergestellt werden, mussauf eine Einseitenkontaktierungzurückgegriffen werden. Siebdruck istdie dafür geeignete, produktionsnaheStandardtechnologie.

Dominik Huljic, Ralf Lüdemann,Gernot Emanuel*, Sebastian Schaefer,Daniel Biro, Stefan Reber

Die Schichten für kristalline Silicium-Dünnschichtsolarzellen (KSD-Solar-zellen) sind in den meisten Fällen aufein kostengünstiges Trägersubstrataufgebracht. Oft ist dieses Substrataus elektrisch isolierendem Material.Das kann ein großer Vorteil sein: In-dem man einzelne streifenförmigeSolarzellen auf dem Substrat integriertserienverschaltet, kann man die Her-stellung von »Strings«, also von Kettenserienverschalteter großer Einzelzellen,vermeiden. Dieser Vorteil ist aber auchein Nachteil: Das elektrisch isolierendeSubstrat verhindert eine konventio-nelle Kontaktierung der Solarzelle miteinem rückseitig liegenden Basiskon-takt und einem vorderseitigen Metall-gitter für den Emitterkontakt. BeideKontakte müssen auf der beleuch-teten Vorderseite realisiert werden.

Das bekannteste Konzept hierzu istdas »interdigitated grid« (Abbil-dung 1). Der auffälligste Unterschiedzu herkömmlichen Zellen ist dieselektive Emitterstruktur: Der Emitter-bereich auf der Oberfläche ist nichtganzflächig, sondern Emitter- undBasisbereiche folgen alternierendaufeinander.

Wir realisierten eine derartige selektiveEmitterstruktur mit interdigitated-grid-Kontaktierung bereits vor einigenJahren sehr erfolgreich mit Hilfe vonPhotolithographie- und Maskendif-fusionsschritten. Ausgezeichnete19,2 % Wirkungsgrad bewiesen, dasseinseitenkontaktierte KSD-Solarzellenein hohes Wirkungsgradpotenzialbesitzen.

Allerdings sind die dabei verwendetenVerfahren für eine industrielle Serien-fertigung zu teuer. Wir wollten des-halb das interdigitated-grid-Konzeptmit kostengünstigen, schnellen Sieb-druckverfahren realisieren.

Wir testeten drei Verfahren (Abbil-dung 2): Buried Base Contact (BBC),Grid Aligned Trenching (GAT) undPatterned Emitter (PE). Alle drei Ver-fahren kommen ohne teure Photo-lithographie- und Maskendiffusions-schritte aus. Der Siebdruck ersetzt dieaufwändige maskengebundene Auf-

dampftechnologie. Das PE-Konzeptunterscheidet sich von den anderendadurch, dass der Emitter gleich beider Emitterdiffusion strukturiert wird.Es ist daher das Konzept mit denwenigsten Prozessschritten. Allerdingskönnen massive Kurzschlüssezwischen Emitter- und Basisregionenentstehen, wenn man auf Maskie-rungsschritte verzichtet. Auch dasGAT-Konzept beinhaltet Prozess-schritte, die zu ähnlichen Shuntsführen können. Im Gegensatz dazu istdas BBC-Konzept deutlich stabilergegenüber Prozesstoleranzen. Dieszeigte sich eindeutig in den elek-trischen Eigenschaften der mit dendrei Konzepten hergestelltenSolarzellenproben (Abbildung 3).

In ersten Tests auf multikristallinenSiliciumscheiben erzielte das BBC-Konzept Wirkungsgrade bis 7,6 %.Die noch nicht optimierte Alumini-umpaste für die Basismetallisierungverursachte vergleichsweise niedrigeFüllfaktoren um 50 %. Durch weitereOptimierung der verwendeten Pro-zesse, insbesondere des Siebdrucksdes Basisgitters, wollen wir das nochlange nicht ausgeschöpfte Wir-kungsgrad-Potenzial des BBC-Kon-zepts erschließen.


Abb. 1: Schema einer einseitenkontaktiertenDünnschichtsolarzelle mit ‘interdigitated-grid’-Kontaktierung.

Abb. 2: Prozessabläufe für die drei unter-schiedlichen Konzepte zur Realisierung eines »interdigitated-grid«.

Abb. 3: Testsolarzelle mit siebgedruckterEinseitenkontaktierung auf einemmultikristallinen Siliciumwafer.

Emitter Emitter-gitter

Basis-gitter

BasisisolierendeZwischen-SchichtAnti-

reflex-schicht

Homogene Emitterdiffusion

Freiätzen der Basisregionen

Siebdruck der Emitter- und Basismetalisierung

Schnelles thermisches Feuern

Selektive Emitterdiffusion

Ätzen vonIsolationsgräben

Abscheidung der Siliciumnitrid-Antireflexschicht

optional: Isolationdurch Ätzen desEmitters

Wasserstoff-Passivierung

BBC GAT PE



III-V Solarzellen

Wir nutzen die MOVPE-, LPE- undGasphasendiffusions-Technologie, umpn-Übergänge in unterschiedlichenMaterialsystemen herzustellen. Zielsind Solarzellen mit Wirkungsgra-den > 30 % und Photovoltaikzellenfür Spezialanwendungen wie Laser-leistungsübertragung, Thermophoto-voltaik oder im Weltraum.

Carsten Agert, Rolf Beckert,Andreas W. Bett, Frank Dimroth,Mathias Hein, Vladimir Hinkov,Gerrit Lange, Peter Lanyi, Gergö Létay,Matthias Meusel, Sascha van Riesen,Ute Schubert, Oleg Sulima

Entwicklung von monolithischenTandemzellen mittels MOVPEZur Herstellung monolithischer Tan-demzellen verwenden wir eine indus-triekompatible MOVPE-Anlage derFirma AIXTRON AG. Wir entwickelnauf der AIX2600G3 Prozesse, dieunsere Industriepartner direkt in derProduktion einsetzen.

Standardmäßig wird für monolithischeTandemzellen Ga0.51In0.49P/GaAs aufGe-Substrat verwendet. Wir habenvorgeschlagen, an Stelle des GaAs-Materials GaInAs einzusetzen, dadadurch theoretisch höhere Wir-kungsgrade erzielt werden können.Dieses Konzept entwickelten wir indiesem Jahr erfolgreich weiter. Für die Anwendung im Weltraumerzielten wir mit einerGa0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As-Tandem-zelle einen Wirkungsgrad von 24,1 %(AM0-Spektrum). Erste Untersu-chungen mit Protonenbestrahlungzeigten eine sehr gute Strahlungs-stabilität. Mit unseren Konzentrator-zellen aus dem gleichen Materialerzielten wir einen Weltrekord: über31 % Wirkungsgrad bei rund 300-

facher Sonnenkonzentration. Selbstbei 1 300 Sonnen ist der Wirkungs-grad noch über 29 % (Abbildung 1).Wir bauten bereits erste Testmodulemit diesen Konzentratorzellen.

Aufbau von KonzentratormodulenUm unsere Tandem-Solarzellen auch inder Anwendung zu testen, stellten wirFresnellinsen-Konzentrator-Module her(siehe auch Titelseite). Ziel ist es, dieeingebauten Konzentratorzellen übereinen längeren Zeitraum unter Außen-bedingungen zu testen. Die Modulehaben derzeit einen Konzentrations-faktor von 120. Bei der Herstellungsetzten wir eine Technik ein, die ge-meinsam mit dem Joffe-InstitutSt. Petersburg, Russland entwickeltwurde. Für die Herstellung der Linsenbenutzen wir Matrizen aus Plexiglas,mit deren Hilfe die Fresnellinsen-Struktur in eine 2 mm dünne Silikon-Schicht auf Glas geprägt wird. Es hatsich gezeigt, dass die Qualität der aufdiese Weise hergestellten Linsen fastausschließlich durch die Qualität diesereinzeln gefrästen Matrizen bestimmtist.

Die von uns entwickelten III-V Kon-zentratorzellen bauten wir für Frei-landmessungen in kleine Testmodulemit einer Aperturfläche von 64 cm2

ein. Ein Testmodul mit vierGa0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As-Tandemsolarzellen erreichte einenWirkungsgrad von 24,8 %

Entwicklung von PV-Zellen fürLaserleistungsübertragungUnter Laserleistungsübertragungversteht man die drahtlose Energie-versorgung durch Laserlicht. Laserlichtwird z. B. durch einen Lichtleiter zumVerbraucher geführt und erst dortdurch eine PV-Zelle in elektrischen

Strom umgewandelt. So kann z. B. inexplosiven Umgebungen eine sichereStromversorgung realisiert werden. Esist auch möglich, Daten eines Sensorsüber den Lichtleiter zurückzuschicken.Wir haben speziell für diese Anwen-dung Photovoltaikzellen entwickelt,die lediglich 1 mm Durchmesserhaben und sich in handelsüblicheTransistorgehäuse integrieren lassen.Durch die monochromatische

Abb. 1: Wirkungsgrad einerGa0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As-Tandemzelle unterKonzentration. Es sind vergleichende Mes-sungen am Fraunhofer ISE und NREL, Golden,US gezeigt. Die Messungen unterscheiden sichim wesentlichen nur im Kurzschlussstrom bei1xAM1.5d. Die Konzentration ergibt sich unterder Annahme der Linearität des Kurz-schlussstromes aus Isc(C)/Isc(bei 1 Sonne).

Abbildung 2: Kennlinie eines Fresnellinsen-Testmoduls bestehend aus vierGa0.35In0.65P/Ga0.83In0.17As-Tandemsolarzellen.Kenndaten: η = 24.8 %, Voc= 4.25 V, Isc= 347 mA, FF= 84.4 %; Pin= 825 W/m2,Tum= 15.6 °C. Die Aperturfläche beträgt 64 cm2.

η = 30.0–31.3 %bei C = 300

Konzentration ISC/ISC (C= 1*AM1.5d)

StromLeistung

Spannung [V]

Wirk

ungs

grad

[%

]St

rom

[m

A]

Leis

tung

[m

W]



Bestrahlung sind sehr hohe Zellen-wirkungsgrade möglich. Die von unshergestellten Zellen erreichen einenWirkungsgrad von über 50 % beieiner Bestrahlung von 6 W/cm2

(Abbildung 3). In diesem Leistungs-bereich sind aus der Literatur keinebesseren Zellen bekannt. Im Bereichüber 10 W/cm2 eingestrahlter Laser-leistung sind noch deutliche Verbes-serungen zu erwarten.

Entwicklung von »low-band gap« Photovoltaikzellen Gasphasendiffusionsprozess zur Her-stellung von pn-Übergängen: In Ther-mophotovoltaik-Generatoren werdenMaterialien mit sehr kleinen Band-lücken (z. B. GaSb, GaInAsSb, GaInSb)eingesetzt (Beitrag S. 53). Wir ver-

wenden eine Zn-Gasphasendiffusions-technologie, um pn-Übergänge indiesen Materialien zu erzeugen. Indiesem Jahr haben wir die Zusammen-arbeit mit der Firma AstroPower, USAund dem Rensselaer Polytechnic In-stitute, USA fortgesetzt. Es ist unsgelungen, PV-Zellen mit einer Em-pfindlichkeit bis zu einer IR-Wellen-länge von 3 µm zu entwickeln. InAbbildung 4 sind die externen Quan-teneffizienzen von folgenden Schicht-folgen gezeigt:- p-InAsSbP (Zn-diffundiert)/n-InAsSbP

(LPE)/n-InAs (Substrat) Epi-Schicht von AstroPower

- p-GaInSb (Zn-diffundiert)/n-GaInSb (Substrat); Substrat von Rensselaer Polytechnic Institute

- p-InGaAsSb (Zn-diffundiert)/n-

Abb. 3: Wirkungsgrad einer PV-Zelle mit mono-chromatischer Bestrahlung bei 810 nm in Ab-hängigkeit der eingestrahlten Leistungsdichte.

Abb. 4: Externe Quanteneffizienz von PV-Zellenohne Antireflexschicht (ARC), hergestellt ausunterschiedlichen low-bandgap Halbleiter-materialien. Lediglich die GaSb-Zelle war miteiner ARC versehen.

Abb. 5: Sauerstoffkonzentration in Abhängig-keit der Aluminiumkonzentration für ver-schiedene Ausgangssubstanzen in der MOVPE.

Abb. 6: Externe Quanteneffizienzen von GaSbund (AlGa)(AsSb) PV-Zellen ohne Anti-reflexschicht, deren pn-Übergänge mit MOVPE gewachsen wurden.

InGaAsSb (LPE)/n-GaSb (Substrat) Epi-Schicht von AstroPower

- p-GaSb (Zn-diffundiert)/n-GaSb (Substrat)

MOVPE von III-AntimonidenAntimonhaltige III-V-Halbleiter aufGaSb-Substrat erlauben das gitter-angepasste Wachstum von Kristallenim direkten Bandlückenbereich vonetwa 0,5 eV bis 1,1 eV. Damit sindSolarzellen aus diesen Materialiensowohl für thermophotovoltaischeAnwendungen (Beitrag S. 53) als auchfür höchsteffiziente gestapelteSysteme interessant. Aufgrund derbesonderen Eigenschaften antimon-haltiger Kristalle stellen sie einebesondere Herausforderung für denMOVPE-Prozess dar. Die Auswahlgeeigneter metallorganischer Aus-gangsstoffe für aluminiumhaltigeMaterialien ist ein kritischer Punkt.Wir haben zu diesem Zweck Tritertiär-butylaluminium (TTBAl) und Dimethyl-ethylamin Alan (DMEAA) auf ihreEignung zur Abscheidung aluminium-haltiger Antimonide in unsererAIX2600G3 MOVPE-Anlage unter-sucht. Dabei ist der Eintrag vonSauerstoffverunreinigungen in dasMaterial von großem Interesse. Wirkonnten belegen, dass DMEAA hierdeutlich bessere Reinheiten liefert alsTTBAl (Abbildung 5).

Aufbauend auf den Ergebnissen zurMOVPE von Volumenkristallen wurdeanschließend mit der Entwicklung vonBauelement-Strukturen begonnen. Imbinären GaSb haben wir sehr gutfunktionierende Solarzellen entwickelt(Abbildung 6). Ebenso konnten wir imMaterialsystem (AlGa)(AsSb) ersteSolarzellen aus einem Material derBandlücke 1 eV fertigen (ebenfallsAbbildung 6). Die Entwicklung einesMaterials mit dieser Bandlücke istderzeit auch auf anderen Gebietender III-V-MOVPE (z. B. Halbleiter-Laser) von höchstem Interesse.

Eingestrahlte Laserleistungsdichte [W/cm2] Al-Konzentration xAl

Wirk

ungs

grad

[%

]

O-K

onze

ntra

tion

[Ato

me/

cm3 ]

Wellenlänge [µm]

Exte

rne

Qua

nten

effiz

ienz

[%

]

Wellenlänge [nm]

Exte

rne

Qua

nten

effiz

ienz

[%

]

Sonnenäquivalent



Labor- und Servicecenter Gelsenkirchen

Die Notwendigkeit in der Photovol-taik, immer größere Substrate zuverwenden und Durchlaufprozesse mithohem Durchsatz einzusetzen, er-schwert zunehmend die Umsetzungvon Laborergebnissen in Produktions-schritte. Um dieser EntwicklungRechnung zu tragen hat das Fraun-hofer ISE ein industrienahes Labor-und Servicecenter aufgebaut. Es stehtin Gelsenkirchen.

Christophe Ballif, Dietmar Borchert,Marco Gräßel, Stefan Peters,Alexander Poddey, Roland Schindler,Wilhelm Warta, Gerhard Willeke,Thomas Zerres

Im neu gegründeten Labor- undServicecenter Gelsenkirchen forschenwir unter industrienahen Bedin-gungen. Es ist eine nahezu vollstän-dige Prozesslinie vorhanden, in derproduziert werden kann wie in einerFabrik und experimentiert werdenkann wie in einem Labor. Ausrüstungvom neuesten Stand der Technik undhoher Flexibilität erlaubt es Solar-zellenherstellern, ihre Prozesse im»Labor« nachzufahren und zu ver-bessern, ohne in die Produktionslinieselbst eingreifen zu müssen. Auchneue Prozesse können hier ohne dasRisiko einer Produktionsstörunggetestet und optimiert werden.

Dazu stehen im Reinraum Anlagenwie Nasschemiebank, Durchlauf-Diffusionsofen mit RTP-Modul (Beitrag S. 58), Durchlauf-Sinterofenund Inline-PECVD-Anlage zur Ver-fügung. Die Prozessierung von Sub-straten bis 150 mm x 150 mm istproblemlos möglich.

Zur Begleitung der Prozessentwicklungund -optimierung steht eine Mess-

technik zur Verfügung, die die Cha-rakterisierung des Ausgangsmaterials,der einzelnen Prozessschritte und derfertigen Solarzelle erlaubt.

Diese Messtechnik kann auch zurschnellen Fehlersuche während lauf-ender Produktion eingesetzt werden.Die umfangreiche Messtechnik sichertdabei zusammen mit dem umfang-reichen Know-how des Fraunhofer ISEin Freiburg schnelle Antwortzeiten inProblemfällen.

Prozess- und Messtechnik stehen abernicht nur der Photovoltaikindustrie zurVerfügung. Auch andere Halbleiter-hersteller können wir in speziellenFragen der Halbleiterproduktion und -charakterisierung unterstützen. Weit-gehend automatisierte, großflächigeMesstechnik bis mindestens 6“, teil-weise 8“, erlaubt zum Beispiel ge-zieltes Prozessmonitoring an Klein-serien.

AusstattungMaterialcharakterisierung:- Forschungsmikroskop- Mikrowellen-Reflexion- Spektrometer- Ellipsometer- Schichtwiderstands-Mapping

Zellencharakterisierung:- Solarsimulator- Dunkelkennlinienmessplatz- Filtermonochromator- Stripping Hall- SR-LBIC- Thermographie

Modultechnik:- Outdoor Dauermessplatz

Prozesstechnologie:- 100 m2 Reinraum

- Nasschemiebank- Spin-Coater- Aufdampfanlage- Durchlauf-Sinterofen- Durchlauf-Diffusionsofen mit

RTP-Modul- Inline-PECVD-Anlage mit einer

Abscheidefläche von 450 mm x 450 mm

Leistungen- Substratcharakterisierung- Kontaminationskontrolle- Prozessmonitoring- Bestimmung von Diffusionsprofilen- Charakterisierung von Solarzellen- Prozessieren großflächiger

Siliciumsubstrate auch im Durchlaufprozess

- Nachfahren und Optimierung von Durchlaufprozessen

- Unterstützung von Halbleiterher-stellern in speziellen Fragen der Halbleiterproduktion bzw. Charakterisierung

- Abscheidung von Siliciumnitrid und Siliciumoxid im Kundenauftrag

- Ätzen von Silicium, Siliciumnitrid und Siliciumoxid im Kundenauftrag

- Direkte Verbindung zum Know-how Transfer des Fraunhofer ISE, Freiburg

- Schnelle Antwortzeiten

Abb. 1: Charakterisierung von Anti-reflexschichten mit dem Ellipsometer.



Modul-Messplatz des Fraunhofer ISE Photovoltaik-Kalibrierlabors»ISE CalLab«, das mit seinen Dienstleistungen zu den führendenEinrichtung weltweit zählt. Eine hochwertige Ausstattung ermög-licht die Messung von Photovoltaikzellen und -modulen jeder Art.


eigene Forschung und Messgeräte-entwicklung ständig aktualisiert, diefast 20-jährige Erfahrung mit Photo-voltaik-Systemen sorgt für Praxis. DieAnwendungsorientierung desISE CalLab zeigt sich auch bei seinerHomepage http://www.callab.de. Sieinformiert über technische Einzel-heiten, nennt Preise und ermöglichtAuftragserteilung online.

Eine Besonderheit des ISE CalLab istseine Bandbreite: Ob kommerzielleSolarzelle aus Silicium, farbstoffsen-sibilisierte Solarzelle, Dünnschicht-technologie oder Mehrfachzelle für1 000-fache Konzentration bis hin zukompletten Photovoltaik-Modulen –das ISE CalLab kann alles messen, wasdurch photovoltaischen Effekt ausLicht Strom macht. Forscher aus allerWelt kommen mit ihren Neuent-wicklungen nach Freiburg. Denn eineMessung des ISE CalLab wird aufKongressen und in Fachzeitschriftenanerkannt.


Die Charakterisierung von Solarzellenund Modulen spielt sowohl in For-schung und Entwicklung als auch beider Produktion eine bedeutende Rolle.Sie ist ebenso unverzichtbar beiProduktvergleichen wie bei derDimensionierung und der Abnahmevon Photovoltaik-Systemen.

Das Photovoltaik-Kalibrierlabor desFraunhofer ISE (ISE CalLab) zählt mitseinen Messdienstleistungen zu denführenden Labors weltweit – mitständiger Qualitätssicherung durchMessvergleiche und Abstimmung mitder Physikalisch-Technischen Bundes-anstalt in Braunschweig. Internationalrenommierte Hersteller, aber auch derTÜV Rheinland lassen ihre Referenz-zellen vom ISE CalLab vermessen.

Der Erfolg des Kalibrierlabors geht aufdie Grundidee der Fraunhofer-Gesell-schaft zurück, Forschung und An-wendung zu verbinden: Das wissen-schaftliche Know-how wird durch

Ansprechpartner

Zellkalibrierung Dr. Wilhelm Warta Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 92E-Mail: [email protected]

Jürgen Weber Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 08E-Mail: [email protected]

Modulmessung Dipl.-Ing. Georg Bopp Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 40E-mail: [email protected]

Geräteentwicklung Dr.-Ing. Heribert Schmidt Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 26E-mail: [email protected]

Stefan Brachmann Tel.: +49 (0) 7 61/45 88- 1 44E-Mail: [email protected]

Marketing Ulf Groos Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 02E-Mail: [email protected]

prak3

http://www.callab.de.



Das Photovoltaik-Kalibrierlabor im Überblick

Um die Dienstleistung effizienter undtransparenter zu gestalten, wurde dasISE CalLab organisatorisch neu struk-turiert. Die drei Bereiche Solarzellen-kalibrierung, Modulmessung undGeräteentwicklung werden im Über-blick vorgestellt.

Georg Bopp, Ulf Groos,Heribert Schmidt, Wilhelm Warta

Unsere KompetenzenBasierend auf langjähriger praktischerErfahrung in der PV-Messtechnikbieten wir komplette Problem-lösungen an. Oberstes Ziel ist esdabei, als Dienstleister unseren Kun-den den größtmöglichen Nutzen zubieten:

- Garantie zuverlässiger Messergeb-nisse durch regelmäßige Messver-gleiche mit anderen international anerkannten Laboratorien

- Einhalten internationaler Standards in allen Kalibrierschritten sowie bei der Verwendung von Referenz-elementen und Messeinrichtungen

- Ständige Weiterentwicklung der Messverfahren mit den Forschungs- ergebnissen des Fraunhofer ISE

Unsere Leistungen- Messungen für die Produktions-

kontrolle, Prüfung von Entwicklungsergebnissen, Produkt-vergleiche sowie Sicherstellung von Garantieleistungen

- Intensive und kompetente Beratung bei individuellen Messaufgaben

- Schnelle, unbürokratische Abwicklung

- Streng vertrauliche Behandlung der Aufträge

- Regelmäßige Überprüfung unserer Messeinrichtungen

ZellenkalibrierungWir übernehmen die Bearbeitungumfangreicher Messaufgaben für dieCharakterisierung von Solarzellen,Detektoren und kleinen PV-Modulen:- Kalibrierung von Standardsolarzellen

(u.a. c-Si, a-Si, CIS, CdTe)- Kalibrierung von Farbstoff-

Solarzellen sowie von IR-Solarzellen- Kalibrierung von Konzentratorzellen

sowie von Tandemzellen- Kalibrierung von Referenzzellen- Messung der spektralen

Empfindlichkeit- Bestimmung des Jahreswirkungs-

grades von Solarzellen

ModulmessungWir charakterisieren PV-Modulejeglicher Bauart bis zu einer Größevon 2 x 2 m2:- Modulmessung mittels Flasher- Modulmessung im Freiland- Bestimmung der NOCT Temperatur

und Leistung- Messung der Winkel- und

Temperaturabhängigkeit der Modulparameter

- Bestimmung des Jahreswirkungs- grades von PV-Modulen

GeräteentwicklungWir entwickeln und fertigen Mess-einrichtungen für die hochpräziseCharakterisierung von Solarzellen undPV-Modulen:- Dauerlicht-Messstände zur Zellen-

und Modulkalibrierung- Freiland-Messstände- Blitzlicht-Sonnensimulatoren zur

Zellen- und Modulkalibrierung- Spektralmessplätze für Zellen und

Kleinmodule- WPVS-Referenzzellen- Messgeräte zur Qualitätssicherung

in der Modulherstellung- Softwareentwicklung zur

Messdatenanalyse

Unsere AusstattungZur Bearbeitung anspruchsvollerMessaufgaben steht dem ISE CalLabeine hochwertige Geräteausstattungzur Verfügung:- Klasse A Dauerlicht-Sonnensimulator

(AM 1.5; AM0)- 3-Lichtquellen-Simulator- Konzentrierender Sonnensimulator

(bis zu 1 200 Sonnen)- Blitzlicht-Sonnensimulator (AM 1.5)- Freilandmessstand - Filter-Monochromator-Messplatz

(300 nm bis 1 400 nm) - Gitter-Monochromator-Messplatz

(300 nm bis 1 800 nm) - Verschiedene Spektralradiometer- Messplatz für farbstoffsensibilisierte

Solarzellen

InternetFür detaillierte Informationen nutzenSie einfach unsere Internet-Seitenunter http://www.callab.de. Dortkönnen Sie auch Messaufträge sehreinfach per E-Mail übermitteln.

Abb. 1: Solarmodul und Referenzzelle bei der Vermessung am Flasher.

prak3

http://www.callab.de.



Kalibrierung reduziert Kosten fürSolarstrom aus Photovoltaik

Die Arbeiten im ISE CalLab über-spannen einen weiten Bereich vongrundlagen- bis zu anwendungs-orientierten Messungen. Als Beispielestellen wir die Messung von Solar-zellen höchster Wirkungsgrade unddie Vermessung von Modulen vor.

Georg Bopp, Wilhelm Warta,Rolf Beckert, Matthias Meusel,Tomislav Paradzik*, Gerald Siefer,Jürgen Weber

Mehrfach-Solarzellen mit den weltweit höchsten Wirkungsgradenim MessvergleichMehrfach-Solarzellen erobern derzeitdas Feld der Energieversorgung imWeltraum. Bei Wirkungsgraden über30 % und Konzentration des Lichtsum mehr als einen Faktor 1 000werden solche Zellen in Zukunft auchfür die terrestrische Anwendunghochinteressant. Das Fraunhofer ISEnimmt einen Platz an der Weltspitzebei der Entwicklung neuer Strukturenfür diese Zellen ein (Beitrag S. 61).

Das ISE CalLab gehört zu den wenigenLabors weltweit, die die Wirkungs-gradbestimmung dieser Zellen be-herrschen. Die internationale Ver-gleichbarkeit ist dabei nicht nur fürdie Forscher wichtig: Wenige ProzentUnterschied bei den Wirkungsgradenhaben bei hohen Stückkosten undhohen absoluten Werten des Wir-kungsgrades drastische Auswirkungauf die Kosten der Solargeneratoren.

Solarzellen mit mehreren pn-Über-gängen sind sehr empfindlich aufDetails des Beleuchtungsspektrums.Das macht eine korrekte Bestimmungdes Wirkungsgrads unter Standard-Messbedingungen schwierig. Geringe

Verschiebungen zwischen blauen undroten Spektralanteilen können dasVerhalten der Gesamtzelle starkbeeinflussen, wenn eine Teilzelle dieBegrenzung des Gesamtstroms über-nimmt, der aufgrund der mono-lithischen Serienschaltung alle Zellendurchfließen muss.

Bisher ist es keinem Sonnensimulator-Hersteller gelungen, das Standard-spektrum so genau nachzubilden(»Close match« Simulator), dasspraktisch keine Messfehler durchSpektraleffekte auftreten. Die einzigbekannte genaue Messmethodebesteht darin, zunächst die spektraleEmpfindlichkeit aller Teilzellen zumessen, um damit den Betriebszu-stand der Testzelle unter demStandard- und dem Simulatorspek-trum vergleichen zu können. Diebisher international übliche iterativeProzedur für den Angleich desBetriebszustandes unter dem Simu-latorspektrum an den Betrieb unterStandardtestbedingungen istzeitraubend.

Wir haben eine wesentlich verkürzteMethode entwickelt, die die gesamteiterative Prozedur durch die Lösungeines Gleichungssystems ersetzt. Sieliefert in einem Arbeitsgang die Ein-stellwerte für unseren Multi-Licht-quellen-Simulator.

Um die Verlässlichkeit unserer Kali-brierung zu prüfen, führten wir einenMessvergleich mit dem NREL (USA)durch – neben dem ISE CalLab einesder wenigen Labors weltweit, dasTandem-Solarzellen kalibrieren kann.Sowohl spektrale Empfindlichkeit alsauch Wirkungsgrad stimmten sehr gutüberein.

Vermessung von high-efficiencyund großflächigen SolarmodulenSolarmodule, die aus high-efficiencySilicium, Kupfer-Indiumdiselenid (CIS)oder Cadmiumtellurid (CdTe) Zellenhergestellt sind, erschweren durcheine hohe Sperrschichtkapazität diekorrekte Vermessung. GroßflächigeFassadenmodule erfordern zusätzlicheine homogene Ausleuchtung. DerKlasse A Blitzlichtsimulator amFraunhofer ISE ermöglicht die homo-gene Ausleuchtung von Solarmodulenbis zu 2 x 2 m2. Durch Multiblitz-technik kann er auch Solarmodule mithoher Sperrschichtkapazität exaktvermessen.

Die Standardmessung mit einer Ge-nauigkeit von ±5 % ist preiswerter alsein Standard-50 Wp-Modul heutekostet. Bereits bei einer 1 kW Anlageist somit eine Vorabmessung deutlichkostengünstiger als z. B. ein zehn-prozentiger Sicherheitszuschlag, denPlaner und Installateure unter demGesichtspunkt der ‘garantiertenErträge’ oft bei der Auslegung ihrerPV-Systeme ansetzen.

Abb. 1: Quantenausbeuten der Teilzellen einerTripel-Solarzelle im Vergleich der Messungen imISE CalLab und am NREL. Die hohe Wellen-längenauflösung der ISE CalLab Messung lässtbei der Unterzelle Interferenzen erkennen.


Ober- Mittel- Unterzelle

EQE

[%]

100

80

60

40

20

0400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Wellenlänge [nm]

Durchgezo-gene Linien:Messungen ISESymbole:Messungen NRL



Netzferne Stromversorgung mit Solarenergie. Das Fraunhofer ISEist an zahlreichen internationalen Projekten zur netzfernen Strom-versorgung in ländlichen Regionen beteiligt. Im Mittelpunkt stehendabei die Optimierung der Anlagenkomponenten sowie Qualitäts-sicherung vor Ort. Auch die Nutzer werden in die Projektarbeiteinbezogen, durch Schulungen sowie das Initiieren von Mikro-finanzierungskonzepten. Hier fährt ein Mann in Indonesien seinSolar Home System nach Hause.


Die Bleibatterie ist immer noch dasArbeitspferd der Photovoltaik-System-technik. Für die Industrie entwickelnwir neue Produkte und Ladeverfahrenfür die Solaranwendung. Das bedeutetnicht nur höhere nutzbare Speicher-kapazitäten und Wirkungsgrade,sondern verlängerte Lebensdauer und damit reduzierte Kosten.

Immer deutlicher wird der Stellenwertvon sauberem Trinkwasser. Das Wohl-befinden der Menschen und die Wirt-schaftskraft eines Landes hängendavon ab. Oft wird Oberflächenwasserunbehandelt getrunken, 2 MilliardenKrankheitsfälle pro Jahr sind diedirekte Folge. Photovoltaik kannkostengünstig Energie für Desin-fektion mit UV-Lampen bereitstellen,die den natürlichen Geschmack desWassers erhält.

Es geht um einen Markt von mehrerenMilliarden US$. Wir engagieren unsfür Qualitätssicherung und nach-haltige Marktentwicklung. So beratenwir Regierungen weltweit und be-gleiten Markteinführungsprogrammemit unserer technischen, sozialwissen-schaftlichen und ökonomischenExpertise.


Ob Füllsender für den Mobilfunk imHarz oder Licht für eine Lehmhütte inMarokko: Photovoltaik ist oft diepreiswerteste Stromversorgung, wennkein Netz verfügbar ist. Das gilt fürzwei Milliarden Menschen inSchwellen- und Entwicklungsländerngenauso wie für 400 000 Häuser ineuropäischen Bergregionen.

Neben Solar Home Systemen, mitrund 50 Wp kleinster energetischer»Lichtblick« in ländlichen Gegendenvon Entwicklungsländern,beschäftigen wir uns zunehmend mitPhotovoltaiksystemen von 1–20 kWpLeistung für die netzferne Stromver-sorgung. Sie ermöglichen zusätzlichgewerbliche Aktivitäten oder den Be-trieb einer Krankenstation. Energie-wirtschaftlich sind sie als kleinsteEinheit eines dezentral zusammen-wachsenden Netzes interessant. Beiden netzunabhängigen Dorfstrom-anlagen ist die Verteilung der Energieein heißes Thema. Hier bewährt sichunser Ansatz, mit den Menschen vorOrt die Technik zu entwickeln. Das giltübrigens genauso für die Alpen-hütten, die wir zum Teil schon seiteinem Jahrzehnt mit Planung, Energie-konzepten und Monitoring betreuen.

Ansprechpartner

Systemtechnik Dipl.-Ing. Georg Bopp Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 40 E-Mail: [email protected]

Sozialwissenschaft Dr. phil. Petra Schweizer-Ries Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 28 E-Mail: [email protected]

Ökonomie Dipl.-Wirt.-Ing. Rana Adib Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 81 E-Mail: [email protected]

Trinkwasserversorgung Dipl.-Ing. Orlando Parodi Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 81 und -aufbereitung E-Mail: [email protected]

Speichersysteme Dipl.-Phys. Dirk Uwe Sauer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 19 E-Mail: [email protected]



Strategien zur netzunabhängigenDorfstromversorgung – Das BeispielRambla del Agua

Wir koordinieren derzeit die Instal-lation von 17 PV-Dorfstromanlagen.Dabei arbeiten Ingenieure undPsychologen mit technischen undsozialen Konzepten an der optimier-ten Nutzung von Gemeinschaftsan-lagen und setzen diese gemeinsammit Firmen vor Ort um.

Georg Bopp, Claudia Casper*,Johannes Koops, Petra Schweizer-Ries, Gisela Vogt

Seit Januar 2000 arbeiten wir mitPartnerinstitutionen aus Spanien,Frankreich, Portugal und der Schweizam Aufbau und der Weiterentwick-lung von gemeinschaftlich genutzten,netzunabhängigen Dorfstromanlagenin Spanien.

Wir übernehmen neben der Koordi-nation die folgenden Aufgaben: - Technische Weiterentwicklung der

Informationsübertragung und der Energieverteilung; ein Infobus über-mittelt Daten zum Energiever- brauch der einzelnen Haushalte

- Organisatorische und soziale Begleitung der Anlagen und ihrer Nutzer, um den dauerhaften Betrieb zu unterstützen

Wir setzen Forschungsergebnisse ausIngenieurs- und Sozialwissenschaftdirekt in die Demonstration um.Während wir uns vorrangig um diewissenschaftlichen Aspekte kümmern,bauen die spanische Firma TTA unddie Universität Vigo die Demonstra-tionsanlagen in Spanien und Latein-amerika auf.

Im Zentrum der bisherigen Arbeitstanden sozio-technische Maßnahmenin dem Dorf Rambla del Agua inAndalusien. Dort versorgt eine Anlagemit einem 10 kWp PV-Generator,einer 3 660 Ah/48 V Batterie undeinem 10 kVA Notstromdieselgenera-tor seit 1997 insgesamt 38 Haushaltemit 230 V Wechselstrom.

Wir führten 15 Interviews mit Solar-stromnutzern, 3 mit Nicht-Nutzernund weitere 6 Interviews mit Schlüs-selpersonen auf verschiedenen Ebenendes Betriebs der PV-Anlage durch.

Die Interviews zeigen:- Die Nutzer sind grundsätzlich mit

der Energieversorgung sehr zu-frieden, wünschen sich aber weitere technische Verbesserungen.

- Es besteht ein großes Interesse an weiteren Informationen zur Anlage und dem Umgang damit.

- Die Haushaltsanzeigen zur Stromverteilung und Verbrauchs- anpassung werden nur selten genutzt.

- Die Identifikation mit der Anlage im Dorf ist sehr hoch; die Bewohner fühlen sich für Wartung und Instandhaltung voll verantwortlich.

Wir verbesserten die automatischeÜbertragung von Zustandsinforma-tionen der PV-Anlage. Diese legenüber ein Energiekontrollgerät denaktuellen Stromtarif fest und beein-flussen so das Nutzerverhalten. DurchFehler bei der Datenübertragung kames zu Störungen bei den Energie-kontrollgeräten; sie erfüllten ihrenZweck nicht mehr. Wir fügten Signal-verstärker ein und behoben den Fehlerdamit.

Zudem unterstützten wir die Durch-führung eines Solarfestes (Abbil-dung 1). Die »Fiesta del Sol« war fürden Gesamtprozess wichtig: Siemachte Nachbarn und Politiker auf dieneue Technologie aufmerksam, stärktedie Identifikation der Dorfbevölkerungmit der PV-Anlage und erhöhte dasWissen über deren nachhaltigeNutzung.

Die weiteren Forschungsarbeiten indiesem, von der EU unterstützenProjekt konzentrieren sich auf einweiteres Dorf. Neue technische undorganisatorische Mittel sollen dortdauerhaften Betrieb und optimierteEnergieverteilung sicherstellen.

Abb. 1: Solarfest in Rambla del Agua/Andalusien. * Freie Mitarbeiterin



Dorfstromanlagen in Indonesien

In drei indonesischen Dörfern mitzentralen PV-Dorfstromversorgungenführten wir sozialwissenschaftlicheund technische Untersuchungendurch. Nach mehrtägigen Aufent-halten in jedem Untersuchungsdorf,erarbeitete das Untersuchungsteammit deutschen, französischen undindonesischen Mitarbeitern technischeund organisatorische Verbesserungen.

Michael Müller*, Klaus Preiser,Petra Schweizer-Ries, Sebastian Will,Birgit Uenze

Wir untersuchten Funktionstüchtigkeitund Akzeptanz von drei zentralen PV-Dorfstromanlagen in Indonesien. Zweidavon hatte ein französisches Konsor-tium in Zusammenarbeit mit demMinisterium für Transmigration inKalimantan und Sulawesi aufgebaut.Sie werden nach dem Pre-PaymentSchema betrieben, das die Leistungs-abgabe an einzelne Haushalte be-grenzt und auf dem Verkauf vonEnergieeinheiten aufbaut. Die dritteAnlage, mit australischen Komponen-ten ausgestattet, hatte das indones-ische Technologieministerium BPPT in Java aufgebaut. Sie hat kein Pre-Payment System.

In allen Anlagen untersuchten wir dietechnische Funktion und befragtenNutzer sowie den Verantwortlichenfür Wartung, Betrieb und Energiever-teilung im Dorf (Abbildungen 1und 2). Daraus leiteten wir folgendeErgebnisse ab:- Die französischen Dorfstromanlagen

funktionieren gut. Lediglich die Datenübertragung per Satellit zur Fernüberwachung für Forschungs-zwecke bereitet gelegentlich Probleme.

- Durch das Pre-Payment Schema wird weit weniger Strom verbraucht als

geplant. Die Nutzer bezahlen dabei Energieeinheiten im voraus.

- Die Verteilung der Energie wird prinzipiell als fair bezeichnet.

- Einige Bewohner verstanden nicht, wie das Pre-Payment System funktionierte und überbrückten die Zähler.

- Funktionsmängel beim ‘Laden’ der Pre-Payment Systeme reduzieren die Akzeptanz zusätzlich.

- Sowohl die Nutzer als auch die indonesischen Projektverant-wortlichen wünschen sich eine stärkerer Einbindung in das französische Projekt.

- Die Anlage auf Java mit unbegrenz-tem Zugang der Nutzer zu Leistung und Energie ist hoffnungslos über-lastet und muss häufig repariert werden.

- Maßnahmen zur Kontrolle des Energieverbrauchs – wie nach-träglich eingebaute Leistungs-begrenzer - führten zu Akzeptanz-problemen.

- Technisches Personal zum Betrieb der Anlage und ein Dorfkomitee zur Organisation der Nutzung ist überall vorhanden. Nutzungsregeln sind in Ausarbeitung.

Gemeinsam mit den indonesischenPartnern führten wir für eine derfranzösischen Anlagen die folgendenMaßnahmen durch:- Behebung kleinerer technischer

Mängel.- Bewusstseinsbildung über Nutzung

und Energiekonsum mit dem Ziel, die Bedarfssteigerungen zu steuern und Überbrückungen der Zähler zu vermeiden.

- Einbindung der lokalen Regierung zur Übernahme der Technologie nach Projektende.

- Ausarbeitung einer Strategie zur dauerhaften Nutzung der Anlage gemeinsam mit den zukünftigen indonesischen Eigentümern.

Den Abschluss des von der Europä-ischen Union geförderten Projektesbildet die Bewertung dieser Inter-ventionen und die Ausarbeitung vonEmpfehlungen für die Einführungzukünftiger PV-Hybridsysteme inländlichen Gebieten Indonesiens.


Abb. 1: Untersuchung einer technischenAnlage: Das Foto zeigt die Vermessung der PV-Stränge im Betrieb vor Ort. Die Messungenführt ein indonesischer Mitarbeiter durch.

Abb. 2: Befragung eines Dorfbewohners:Insgesamt konnten wir mit Hilfe von Mit-arbeitern der Universitas Indonesia 50 Personenpro Dorf in standardisierter und offener Formbefragen. Die Auswertung erfolgte aufgrundvon Mitschriften und Tonbandaufzeichnungen.



Trinkwasseraufbereitung mitPhotovoltaik für netzferneRegionen

Anlagen und Verfahren zur Aufbe-reitung von Trinkwasser sind weltweitverfügbar. Trotzdem sterben jedes Jahrca. fünf Millionen Menschen anKrankheiten, die durch Trinkwasserübertragen werden. Zusammen mitPartnern aus Lateinamerika undSpanien haben wir Lösungsansätze zur Trinkwasseraufbereitung ent-wickelt und sie in fünf Pilotdörfernumgesetzt.

Orlando Parodi, Klaus Preiser,Petra Schweizer-Ries

Warum gibt es in Zeiten von Chlor,Ozon und UV-Bestrahlung nach wievor jährlich etwa 2 Milliarden Fälle vondurch Trinkwasser übertragenerDiarrhö? Mit dieser Frage starteten wirdas EU-Projekt »Clean Water withClean Energy«. Erhebungen in Ma-rokko und zehn lateinamerikanischenStaaten ergaben folgendes Ergebnis:- In ländlichen Regionen von Ent-

wicklungsländern wird Trinkwasser oft aus oberflächennahen, anthropogen belasteten Wässern gewonnen.

- Dieses Wasser wird vor dem Genuss normalerweise nicht desinfiziert. In den Augen der Konsumenten ist dergesundheitliche Aspekt des Trinkwassers von untergeordneter Bedeutung gegenüber Geschmack, Versorgungssicherheit und Komfort.

- Neben intakten Trink- und Abwassernetzen fehlt in ländlichen Regionen oft auch elektrische Energie.

- Vorschriften zur Trinkwasserqualität existieren in nahezu jedem Land der Welt, in ländlichen Gebieten werden sie jedoch kaum durchgesetzt.

Handelsübliche Dosieranlagen fürChlor, UV-Geräte und Anlagen, dieauf dem Prinzip der anodischen Oxidation oder der Mikrofiltrationbasieren, wurden zwar als prinzipiellgeeignet für die genannten Randbe-dingungen bewertet, keine der getes-teten Anlagen konnte jedoch alleAnforderungen erfüllen. So entwi-ckelten wir neue, angepasste und PV-versorgte Systeme. In fünf Dörfernwurden schließlich fünf verschiedene,energetisch optimierte Anlagen in-

stalliert: Unterschiedliche Dosieran-lagen für Natriumhypochlorid, eineElektrolysezelle zur Erzeugung vonChlorgas und eine UV-Anlage.

Dass die Einwohner in den meistenPilotdörfern heute tatsächlichhygienisch einwandfreies Trinkwasserkonsumieren, resultiert aus dem Zu-sammenspiel von neuer Technik undnicht-technischen Faktoren:- Bei Projektbeginn bestand der

Wunsch nach sauberem Trinkwasser oder konnte durch Aufklärungs-arbeit geweckt werden.

- Negative Auswirkungen der Desinfektion wie Geschmacksver-änderungen wurden weitgehend vermieden.

- Eine einfach zu handhabende, wartungsarme, robuste und weitgehend automatisierte Technik wurde eingesetzt und Verantwort-liche sowohl auf Dorfebene als auch innerhalb der zuständigen Behörden wurden in das Projekt involviert.

Alle installierten Anlagen funktio-nieren heute, nach rund zwei JahrenBetrieb, zuverlässig und ohneStörungen.

Die Ergebnisse des Projekts »CleanWater with Clean Energy« zeigen,dass mit angepasster Technik und beirichtiger Einführung photovoltaischbetriebene Systeme einen wichtigenBeitrag zur Versorgung ländlicherGebiete von Entwicklungsländern mithygienisch unbedenklichem Trink-wasser leisten können. Wir werdendeshalb die Entwicklung von Anlagenund Einführungsmethoden fortführen.

Abb. 1: Sauberes Trinkwasser ist keineSelbstverständlichkeit in Entwicklungsländern.

Abb. 2: San Antonio de Agua Bendiat inMexiko: Trinkwasser-Desinfektion mittelseiner PV-betriebenen Elektrolysezelle.



Monitoring des Fraunhofer ISEsorgt für hohen Qualitätsstandardvon Solarsystemen auf Berghütten

Bereits seit zehn Jahren arbeitet dasFraunhofer ISE bei der Anwendungvon Solarenergie auf Berghütten mitdem Deutschen Alpenverein DAV zu-sammen. Am Anfang gab es nurwenige marktreife Laderegler undWechselrichter, deshalb ging es zu-nächst um Technologieentwicklungund Praxistests. Heute stehen System-optimierung, Standardisierung undQualitätssicherung im Vordergrund.Mittlerweile betreut das Institut etwa30 Hütten mit einem Monitoringpro-gramm.

Klaus Kiefer, Georg Bopp,Martin Schulz*, Petra Schweizer-Ries,Eberhard Rössler*

Bei dem von der Kommission derEuropäischen Union geförderten Ver-bundvorhaben »EURALP« werden17 netzferne Photovoltaik-Anlagenauf Berghütten des DeutschenAlpenvereins DAV messtechnischerfasst und die Ergebnisse ausge-wertet. Mit diesem Vorhaben werdenwertvolle Erkenntnisse über das opti-male Zusammenspiel der Systemkom-ponenten Solargenerator, Speicherund Elektrogeräte gewonnen.

Im Auftrag des Deutschen Alpen-vereins koordinieren wir das Gesamt-vorhaben auf der technischen Seitemit den europäischen Partnern, demÖsterreichischen Alpenverein OEAVund der spanischen Nutzervereini-gung SEBA. Die bereits realisiertenProjekte befinden sich in den öster-reichischen und den deutschen Alpensowie in den spanischen Pyrenäen.

Alle im Rahmen des Vorhabens aus-gestatteten Berghütten sind elektrischgesehen Inselsysteme, denn sie sindnicht an das öffentliche Stromnetzangeschlossen. Bei nahezu allen An-lagen liefert der Photovoltaik-Gener-ator den Großteil des Stroms. Motor-generatoren oder auch Windgenera-toren erhöhen die Versorgungssicher-heit bei extremen Verbrauchsspitzenoder Schlechtwetterperioden. DieseHybrid-Anlagen können die hartenAnforderungen an Stromqualität undAnlagenzuverlässigkeit oft kostengün-stiger erfüllen als reine Photovoltaik-anlagen.

Solarversorgung heißt nicht einfacheine Energiequelle durch eine andereersetzen, sondern bedeutet auch dieVerbraucherseite zu optimieren: Sokonnte bei der Tölzerhütte durchEnergiesparlampen und energie-sparende Geräte der Stromverbrauchauf die Hälfte reduziert werden. Seitder Installation der 3 kWp Photo-voltaik-Anlage werden pro Saisonetwa 1 200 Liter Dieselöl eingespart.

Die Erfahrungen und Ergebnisse ausEURALP haben wir in einer 16-seitigenBroschüre zusammengefasst. Diese ist beim Deutschen Alpenverein, Geschäftsstelle München,www.alpenverein.de, erhältlich.* freie Mitarbeiter

Abb. 1: Photovoltaikanlage und Kollektor-anlage auf dem Süddach des BrandenburgerHauses, der mit 3 277 Meter über dem Meerhöchst gelegenen Hütte des DeutschenAlpenvereins.

Abb. 3: Monatlicher Stromverbrauch der TölzerHütte in kWh pro Tag von Mai bis Oktober. DieSolarenergie liefert davon 85 %, die Wind-energie 15 %.

Abb. 4: Informationsbroschüre des DeutschenAlpenvereins zum EURALP-Vorhaben.

Jul Aug Sep OktWindanteil je Tag [kWh/d]Solaranteil je Tag [kWh/d]M

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kWh/

d] 9,0

7,0

5,0

3,0

1,0

Abb. 2: Tölzer Hütte auf 1 825 Meter überMeer. Hier decken 35 m2 Solarfläche mit3,5 kWp Leistung und ein 750 WattWindgenerator den gesamten Strombedarf.

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www.alpenverein.de



Elektromagnetische Verträglichkeitvon Photovoltaik-Anlagen und -Komponenten

Mit unserer stationären und mobilenMesstechnik zur elektromagnetischenVerträglichkeit (EMV) sowie unsererErfahrung auf dem Gebiet der Nor-mung helfen wir, die elektromagne-tische Verträglichkeit von neu zu ent-wickelnden Geräten und von bereitsinstallierten Anlagen sicherzustellen.

Georg Bopp, Thomas Erge,Steffen Schattner

Zunehmende Dichte und Störpotenzialvon elektrischen Bauteilen, Gerätenund Anlagen macht ihre elektromag-netische Verträglichkeit zu einemimmer bedeutenderen Qualitätsmerk-mal. Unter der EMV eines Gerätesversteht man, dass es seine elektro-magnetische Umgebung nicht überdie Maßen beeinflusst. Es soll anderer-seits gegenüber den Beeinflussungender Umgebung störfest genug sein.Die Grenzwerte hierfür sind in einerumfangreichen Normung geregelt.

Die elektromagnetische Unverträg-lichkeit macht natürlich keinen Haltvor Photovoltaik-Anlagen. Im Gegen-teil: Im Rahmen des 1000-Dächer-Programms kam es zu Störungen desFernseh- und Rundfunkempfangsdurch PV-Anlagen. Berichtet werdenauch Störungen von Telefon- undFunkanlagen. In Solar Home Systemenist häufig nach dem Einschalten derBeleuchtung mit elektronischem Vor-schaltgerät kein Empfang von Mittel-wellen-Radiosendern mehr möglich.

Bei größeren PV-Anlagen ist vor allemdie ausgedehnte DC-Seite mit ihren -leider - ausgezeichneten Antennen-eigenschaften für die Störungenverantwortlich. Erst nach und nachentwickelt sich bei den Herstellern vonpotenziellen Störquellen - wieWechselrichter und Laderegler - eineSensibilität für diesen Aspekt der EMV.Dabei wird es ihnen nicht leicht ge-macht: Die Normung ist erst im Ent-stehen. Trotzdem verpflichtet derGesetzgeber den Hersteller aber zurSicherstellung der EMV. Dies verun-sichert die Hersteller. Oft wissen sie

nicht, wie dabei vorzugehen undwelche Norm anzuwenden ist.

Wir können helfen: Im Rahmen einesEU-Forschungsprojekts mit demniederländischen Partner KEMA unddem Schweizer Partner HTA Burgdorfhaben wir eine aktuelle Normenüber-sicht, Messaufbauten und -empfeh-lungen sowie anzuwendende Grenz-werte erarbeitet. Speziell für die DC-Seite wurde eine DC-Netznachbildungfür einfache und reproduzierbareMessungen und eine Grenzwert-empfehlung für die internationaleNormung geschaffen. Bei jederGeräteentwicklung muss dieserGrenzwert eingehalten werden. Bis500 kHz handelt es sich um den DC-Grenzwert der EN 55014-1, ab500 kHz liegt er etwa mittig zwischendem AC- und dem DC-Grenzwertdieser Norm.

Wir beraten unsere Kunden bezüglichGrenzwerten, führen entwicklungs-begleitende Messungen in unserergeschirmten EMV-Messkammer durchoder zertifizieren Produkte im Rahmendes Fraunhofer-EMV-Verbunds. Einefrühzeitige Ertüchtigung des Produktsist in der Regel weit kostengünstigerals nachträgliche Maßnahmen. Aberauch im Fall von vor Ort auftretendenStörfällen in PV-Anlagen (dies betrifftauch Maßnahmen des Blitz- undÜberspannungsschutzes) können wirmit unserer mobilen EMV-MesstechnikAbhilfe schaffen. Für Solar HomeSysteme haben wir eine zuverlässigeund kostengünstige Messempfehlungfür Labor- und Vor-Ort-Messungenentwickelt.

Abb. 1: Blick in die EMV-Messkammer des Fraunhofer ISE.



Batterien – zentrale Kom-ponente aller autonomenStromversorgungen

Die Betriebsbedingungen für Batterienin autonomen Stromversorgungssys-temen unterscheiden sich erheblichvon klassischen Anwendungen. Wircharakterisieren verschiedeneSpeichertechnologien im Labor und inFeldtests für die Anwendung und imFeld. Wir entwickeln Ladestrategien,Ladeelektronik und Algorithmen füreine zuverlässige Anzeige von Lade-zustand und Alterungszustand derBatterien.

Oliver Bohlen, Edward Gareis,Rudi Kaiser, Jérôme Kuhmann,Dirk Uwe Sauer, Heribert Schmidt,Birgit Thoben, Gerrit Volck

Batteriespeicher sind in allen auto-nomen Stromversorgungssystemenmit kontinuierlichem Energiebedarfnotwendig. Dies gilt für mobile Geräte(z. B. Mobiltelefon, Laptop), stationäretechnische Geräte (z. B. Fahrplanbe-leuchtung, Signalanlagen) und fürHausstromversorgungen (z. B. SolarHome Systeme, Alpenhütten, Dorf-stromversorgungen). ProfundeKenntnis des Speichers ist notwendigeGrundlage für erfolgreiche System-entwicklungen. Oberstes Ziel unsererAktivitäten ist die Optimierung desGesamtsystems und die Minimierungder Kosten des Speichersystems.

Für den Einsatz in Geräten unter-suchen wir Batterien mit kleinenKapazitäten, z. Zt. Lithium-Ionen-Batterien und wiederaufladbare Alkali-Mangan (RAM)-Zellen. Wir konzen-trieren uns auf typische Belastungenin autonomen Stromversorgungen wiesehr kleine Ströme beim Laden undEntladen, hohe und niedrige Tem-peraturen, seltene Voll-Ladungen undlange Zeiten im teilentladenen Betrieb.Wir testen die Batterien sowohl im

Labor unter kontrollierten Bedin-gungen als auch unter realen Betriebs-bedingungen im Freiland mit detail-lierter Vermessung.

Größere Anlagen verwenden bis heutefast ausschließlich Bleibatterien. In denletzten Jahren werden vermehrt ge-schlossene, wartungsfreie Batterieneingesetzt. Bis heute werden abernoch geeignete Ladestrategien fürden Einsatz in photovoltaischenStromversorgungssystemen gesucht,die sowohl den Batterien als auchdem System und dem Nutzer gerechtwerden. In vergleichenden Feldtestsuntersuchen wir Ladestrategienzusammen mit Batterieherstellern undwerten die Ergebnisse in Bezug aufLebensdauer und Systemperformanceaus. Die gewonnenen Erkenntnissefließen in verbesserte Laderegler oderGeräte- und Systemsteuerungen ein.

Um das Alterungsverhalten von Blei-batterien richtig verstehen zu können,entwickeln wir auch detaillierte Mo-delle. Auf ihrer Basis können wirVorschläge zur Verbesserung desBetriebs und des Batteriedesignsmachen. In Zukunft wollen wir miteiner Kombination aus elektrochem-ischen Tests und Modellierung dieLebensdauer von Bleibatterien bereitsnach kurzer Testzeit bestimmen.Vereinfachte Modelle gehen auch inunsere Simulationsprogramme zurSystemauslegung ein.

Moderne Leistungselektronik undweitgehender Verzicht auf strom-glättende Elemente wie Konden-satoren und Spulen belasten dieBatterien heutzutage mehr und mehrmit Wechselstromanteilen. Die Auswir-kungen sind bis heute weitgehendunbekannt oder werden kontrovers

diskutiert. Im Rahmen eines Projektesder Europäischen Union untersuchenwir den Einfluss von pulsförmigenStrömen auf das elektrische Verhaltenund die Alterung von Bleibatterien. Sokonnten wir zeigen, dass der realeLadungsumsatz der Batterien erheb-lich höher liegt als die Standardmes-stechnik erfasst. Grund ist die gleich-zeitige Überlagerung von Lade- undEntladeströmen. Dabei kann der re-sultierende Batteriestrom mit einerFrequenz zwischen einem und300 Hertz das Vorzeichen wechseln,was je nach Anlage zu einem bis zu20 % höheren Ladungsumsatz führenkann.

Um hohe Spannungen zu erreichen,müssen in den Systemen viele einzelneBatteriezellen in Serie geschaltetwerden. Das schwächste Glied(z.B. geschädigte Zelle) bestimmt da-bei die Leistungsfähigkeit des Gesamt-systems. Um die volle Leistungs-fähigkeit der Anlage auch bei Ausfalleinzelner Zellen zu gewährleisten,entwickelten wir Ladungsausgleichs-systeme (CHargeEQualizer). Sie ver-fügen jetzt auch über ein integriertesBatteriemonitoringsystem mit Einzel-zellenüberwachung und -analyse.

Für die Integration des Speichers inGeräte und Anlagen benötigt dieSystemsteuerung kontinuierlichInformationen über seinen Zustand.Dazu gehören sowohl der Ladezu-stand als auch die aktuelle Kapazitätbzw. der Alterungszustand der Bat-terie. Dafür entwickeln wir Algo-rithmen, die mit geringen Anforde-rungen an die Messtechnik auskom-men und problemlos in Mikrocon-troller von Ladereglern, Gerätesteue-rungen und Energiemanagement-systemen integrierbar sind.


Geräte- und Komponenten-entwicklung

Das Fraunhofer ISE entwickelt zusammen mitder Industrie Produkte mit photovoltaischerEnergieversorgung. Hier eine Informationstafelfür Bus- und Bahnhaltestellen, welche dienächsten Verbindungen nennt und Verspä-tungen ankündigt. Ein Energiemanagement-system überwacht und steuert sämtlicheKomponenten.


neuen Produktfamilie aufgestoßen.Ein anderes Beispiel ist unser Energie-managementsystem, das unterschied-lichste Energieerzeuger, Lasten undSpeicher effizient kombiniert. Es»lernt« aus dem Nutzerverhalten undist auf die verschiedensten Anwen-dungen adaptierbar. Bei vielen An-wendungen gehören Lithium-Ionen-Akkus die Zukunft. Mit Langzeitunter-suchungen in Labor und Freilandüberprüfen wir ihre Eignung unddefinieren optimale Einsatzfelder.

Unser zweites Standbein neben derwissenschaftlichen Kompetenz ist diepraktische Erfahrung aus 19 JahrenZusammenarbeit mit Herstellern undNutzern. Letztlich entscheidet nichtdas Konzept sondern der Markterfolg.Deshalb achten wir darauf, was derMarkt will und dass er es bekommt.Mit umfassender Qualitätssicherung -im Institut, aber auch in nationalenund internationalen Gremien – sorgenwir so für hochwertige Komponentenund Systeme.

Für Information und Weiterbildungentwickeln wir interaktive Exponate,die weltweit einmalig sind, Spaßmachen und spielerisch anspruchs-volles Wissen vermitteln. Neben dempädagogischen Nutzen eine sym-pathische Marketingidee!


Von der Sonne versorgte Gerätebieten höheren Komfort, sparenBatteriekosten oder ersetzen teureNetzanschlüsse. Schon 2001 wird esüber vier Milliarden portabler Elek-tronikgeräte wie Radios, Handys,Camcorder oder Palmtops geben.Beispiele für den industriellen Einsatzder Photovoltaik sind dezentrale Ein-richtungen der Telekommunikation,Informations- und Verkehrsleittechnik.

Jede Anwendung hat spezielle An-forderungen an die Stromversorgung.Bei der Telekommunikation ist es100 % Verfügbarkeit, die wir mitHybridsystemen garantieren können.Im Konsumerbereich geht der Trendzu kleiner und leistungsfähiger. UnsereAntwort heißt Miniaturisierung undEffizienz, denn zu guten Geräten ge-hören hervorragende Komponenten:Hochleistungssolarzellen, ausgeklü-geltes Energiemanagement, Low-Power-Bauelemente, Surface MountedDevices (SMD), optimierte Batterie-peripherie.

Flexible Einsetzbarkeit und effizienteEnergiewandlung charakterisierensolare Stromversorgungen. Deshalbpassen wir die Elektronik an diejeweilige Anwendung an. So habenwir mit einem DC/DC-Wandler fürsehr hohe Ströme bei niedrigen Ein-gangsspannungen das Tor zu einer

Ansprechpartner

Geräte und Dipl.-Ing. Werner Roth Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 27 Kleinsysteme E-Mail: [email protected]

Komponenten- Dr.-Ing. Heribert Schmidt Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 26entwicklung und E-Mail: [email protected]ßgerätebau

Speichersysteme Dipl.-Phys. Dirk Uwe Sauer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 19E-Mail: [email protected]



Photovoltaik für Geräte und Kleinsysteme

Ziel der Aktivitäten ist die Entwicklungmarktfähiger Geräte und Kleinsystememit photovoltaischer Energieversor-gung. Dabei unterstützen wir speziellkleine und mittlere Unternehmendarin, das in der Photovoltaik liegendevielfältige Innovationspotenzial fürneue Produkte zu nutzen.

Sergej Aingorn, Jochen Benz,Jérôme Kuhmann, Werner Roth,Wolfgang Schulz, Andreas Steinhüser,Gerrit Volck

Photovoltaisch versorgte Produktestehen im Mittelpunkt des vomBundeswirtschaftsministerium geför-derten Programms »Photovoltaik fürGeräte und Kleinsysteme«. Fernerkann die Entwicklung von Kompo-nenten und Messgeräten für den Ein-satz in kleinen Photovoltaik-Systemengefördert werden. Antragsberechtigtsind kleine und mittlere Unterneh-men (KMU) im Sinne des EU-Beihilfe-rechts, sie können zwischen zweiVarianten der Förderung wählen:

Kooperation zwischen Unternehmen und Fraunhofer ISE

Diese Variante richtet sich vorwiegendan Unternehmen, die wenig Photo-voltaik-Know-how haben, nicht übereine geeignete Laborausstattungverfügen oder auf die Erfahrungendes Fraunhofer ISE zurückgreifenwollen. Wir unterstützen das Unter-nehmen im Rahmen einer Koopera-tionsvereinbarung. Die Bandbreitereicht von der Beratung bis zur ge-meinsamen Entwicklung marktfähigerProdukte. Unsere Schwerpunkte sinddabei Systemauslegung, photovol-taische Energieerzeugung, Energie-aufbereitung, Energiespeicherung,Verbrauchsreduzierung und Energie-management.

Durchführung derEntwicklungsarbeiten im Unternehmen

Hier führt das Unternehmen die Ent-wicklung komplett selbst durch. Eserhält eine nicht rückzuzahlende Zu-wendung von maximal 35 % derzuwendungsfähigen Kosten.

Im Rahmen von Kooperationen mitIndustriepartnern entwickelten wir indiesem Jahr photovoltaisch versorgteProdukte für Beleuchtungstechnik,Wasseraufbereitung, ÖffentlichenPersonennahverkehr (ÖPNV), Mess-technik und Informationstechnik.

Abb. 1: Photovoltaischversorgter Rollladenantrieb:Wartungsfrei und per Funk-fernsteuerung bequem zubedienen (Foto: WAREMA).



Photovoltaik Informations-Zentrumder Shell Solar Deutschland GmbH

Sonnenenergie gilt als einfache Tech-nik. Doch wie viele Menschen wissenschon wie eine Solarzelle funktioniert?Wer kennt sich mit dem Gang derSonne oder der Wechselwirkung derKomponenten eines Solarsystems aus?Wer hat noch einen Überblick überden Stand der Forschung? Auf dieseund andere Fragen geben wir deminteressierten Laien durch den Bau voninteraktiven Hightech-Exponaten eineAntwort.

Stefan Glunz, Andreas Häberle*,Jürgen Ketterer, Hans-Georg Puls,Bernhard Schmidt**,Heribert Schmidt,Andreas Steinhüser

Im Auftrag der Shell Solar Deutsch-land GmbH entwickelte und fertigtedas Fraunhofer ISE interaktive Expo-nate für das Photovoltaik Informa-tions-Zentrum PiZ in Gelsenkirchen.Die realisierten Exponate umfassen diefolgenden Themen:

Der Weg vom Sand zum SiliciumwaferUnter anderem demonstriert hier eine zwei Meter hohe Sandsäule die für die Solarzellenherstellungnotwendige hohe Reinheit vonSilicium (1:1 000 000 000). EineOriginal-Drahtsäge zeigt, wie aus den Siliciumblöcken einzelneSolarzellen gesägt werden.

Herstellung von Silicium SolarzellenEine Videoanimation zeigt Lichtab-sorption, Generierung von freienLadungsträgern sowie Rekombinationin einem intrinsischen (undotierten)Halbleiter. Aktive Schautafeln erläu-tern die Begriffe »Dotierung« sowie»p- und n-Leitung«. Ein einmaligesmechanisches Modell aus Flüssigkeitenunterschiedlicher Farben – ähnlich den»Lava Lampen« – erklärt die Funktioneiner Solarzelle.

Übersicht verschiedensterSolarzellentechnologienIn einer Vitrine sind 12 unterschied-liche Solarzellentechniken ausgestellt.Das Spektrum reicht von der mono-kristallinen Siliciumsolarzelle über dieFarbstoffzelle bis hin zur monoli-thischen Weltraumtandemsolarzelleaus GaInP/GaAs. Jede ausgestellteSolarzelle ist auf einer Tafel kurzbeschrieben. Dazu gehört die gra-phische Darstellung des nutzbarenAnteils aus dem AM 1,5 Spektrum.Zusätzlich ist der physikalisch mög-liche Wirkungsgrad, der höchstebisher erreichte Laborwirkungsgradund der typische Wirkungsgrad vonkommerziellen Solarzellen angegeben.

Der Weg von der Zelle zum SystemEin 50-fach vergrößerter Querschnittzeigt den Aufbau eines Solarmoduls.Die Robustheit von Solarmodulenveranschaulicht ein Kugelfallturm, beidem eine Stahlkugel auf ein Solar-modul fällt. Ein elektronischer System-baukasten kombiniert mit einem pro-fessionellen Simulationsprogrammerlaubt das Kennenlernen und Dimen-sionieren von unterschiedlichenPhotovoltaiksystemen.

Experimentiertisch zur Photovoltaik-SystemtechnikAn drei Experimentierständen lerntder Besucher des PiZ alles über dieSerien- und Parallelschaltung vonSolarzellen, das MPP-Tracking und denEinfluss von Ausrichtung, Neigungund Verschattung auf denEnergieertrag von Solarmodulen.

Die Exponate zeigen physikalischrichtig und doch spielerisch die kom-plexen Vorgänge z. B. beim Verschal-ten von Solarzellen auf. Was sich einIngenieur mühsam über Formeln undFunktionen klar macht, können Be-sucher hier mit Hand und Augenerfahren: Teilabschattung durch eineHandbewegung führt zum deutlichsichtbaren Knick in der Kennlinie.Geringerer Ertrag, also wenigerEnergie, schlägt sich als kleinereWassermenge in einem Reservoirnieder. Geringere Leistung lässt eineWasserfontäne zu müdem Geplätscherwerden. Selbst gestandene Technikerund Wissenschaftler bekommen einneues Gefühl für Zusammenhänge.Ganz zu schweigen von der Spiellust,die Besucher in allen Alters- undBildungsstufen fesselt.

Abb. 1: Besucher im Photovoltaik Informations-Zentrum PiZ.


** Ingenieurbüro Schmidt, Neunkirchen



Kundenspezifische Messplätze für die Photovoltaik-Industrie

Unser Dienstleistungsangebot imBereich Solarzellen- und Modulkali-brierung erfordert umfangreiche, aufdie verschiedenen Solarzellentechno-logien zugeschnittene Messplätze.Diese Messplätze sind in der Regelnicht am Markt verfügbar. Sie werden– zugeschnitten auf die jeweiligeSolarzellentechnologie – im Kalibrier-labor des Instituts (ISE CalLab) ent-wickelt. Dieses Know-how bieten wirnun auch der Photovoltaik-Industriean und liefern komplette Messplätzefür kundenspezifische Messaufgaben.

Sybille Baumann, Stefan Brachmann,Heribert Schmidt

Eine Besonderheit unseres Angebotsliegt in seiner Vielfalt. Ob Dünn-schichttechnologie, farbstoffsensi-bilisierte Solarzelle, Mehrfachzelle für1 000-fache Konzentration oderkristalline Siliciumsolarzelle – wirentwickeln kundenspezifische Mess-plätze mit hoher Genauigkeit undkomfortabler Bedienung.

Einsatz finden diese Messplätze in derPhotovoltaik-Industrie und in For-schungseinrichtungen. Realisiertwurden bisher:

- Spektralmessplatz für farbstoff-sensibilisierte Solarzellen.Dieser Messplatz erlaubt die gleichzeitige Messung von Referenz- und Testsolarzelle und reduziert dadurch die Kalibrierdauer erheblich.

- Kombinierter Messplatz zur Messung von spektraler Empfindlichkeit und I/U-Kennlinie von Solarzellen. Hier liegt die Besonderheit darin, dass die mechanisch empfindliche Solarzelle an einem Ort komplett charakterisiert werden kann.

- Filtermonochromator-Messplatz für großflächige Siliciumsolarzellen.Dieser Messplatz zur Bestimmung der relativen und absoluten spektralen Empfindlichkeit erlaubt eine sehr homogene, großflächige, monochromatische Bestrahlung des Messobjektes.

- Spektralmessplatz für Dünnschicht- technologien mit Gittermono- chromator. Neben der spektralen Empfindlichkeit von Solarzellen kann hiermit auch die Transmission von beschichteten Gläsern in einem großen Wellenlängenbereich ermittelt werden.

- Messplatz zur Ermittlung von Degradationseffekten an Solar-modulen unter Freilandbe- dingungen. Dieser Messplatz betreibt das Modul im MPP (Maximum Power Point) und kann in frei programmierbaren Abständen eine I/U-Kennlinie aufzeichnen und abspeichern.

- Sonnensimulator zur Charakteri- sierung von Solarzellen und Kleinmodulen bis 30 x 30 cm2.Bei diesem Messplatz kann die Zellenaufnahme zum bedienungs-freundlichen Kontaktieren aus der Bestrahlungsebene herausgefahren werden (Abbildung 1).

Abb. 1: Sonnensimulator zur Charakterisierung von CIS-Modulen.



Autonome Stromversorgungen mitPhotovoltaik, Brennstoffzelle undsaisonalem Wasserstoffspeicher fürdie Telekommunikation

Für Telekommunikationssysteme ent-wickeln wir autonome Stromversor-gungen. Sie basieren auf Photovoltaik-generatoren mit wasserstoffbetrie-benen Brennstoffzellen als Zusatz-stromerzeuger. Ein Elektrolyseurermöglicht in einem zweiten Schrittvollständige Autarkie.

Jochen Benz, Beatrice Hacker,Angelika Heinzel, Hans-Georg Puls,Dirk Uwe Sauer

Repeater für Telekommunikationstehen oft in abgelegenen Gegenden.Eine Kombination aus Photovoltaik-generator, Brennstoffzelle und kon-ventioneller Batterie kann sie vonaufwändiger externer Energielieferungunabhängig machen. Im ersten Ent-wicklungsschritt wird der Wasserstoffin Flaschen angeliefert. Im zweitenSchritt werden wir einen Elektrolyseurzusammen mit einem Wasserstoff-speicher in das System integrieren.So entsteht ein vollständig autarkesSystem mit saisonaler Energiespei-cherung. Höchste Priorität liegt aufeiner hundertprozentigen energe-tischen Verfügbarkeit und einer Mini-mierung des Wartungsaufwandes.

Unter der Leitung von Alcatel/ Spanienentwickeln wir derzeit Prototypen undkönnen dabei auf die Erfahrungenbeim Energieautarken Solarhaus inFreiburg (Inbetriebnahme 1992)zurückgreifen. Das damals erstmaligdemonstrierte Systemkonzept ent-wickeln wir nun für die breite tech-nische Anwendung weiter. Neben derKonzeptentwicklung arbeiten wir indem Projekt auch an Planungs-werkzeugen und Systemkompo-nenten.

SystemauslegungUm ständige Verfügbarkeit desSystems bei geringen Kosten zu er-reichen, optimieren wir das System-design auf Basis der Lebensdauer-kosten. Wir nutzen und erweiterndafür unser SimulationsprogrammTALCO (Technical and Least CostOptimisation). Nach Aufnahme allertechnischen und ökonomischen Para-meter der Komponenten optimiert dasProgramm das Gesamtsystem. Darausergeben sich die Kosten des Systemsund die Größe der einzelnenKomponenten.

Für das im ersten Schritt zu realisier-ende System mit einer Brennstoffzelleund zugeliefertem Wasserstoff hatsich der Preis für Wasserstoff in Druck-gasflaschen als der kritischste Para-meter für die Systemauslegung erge-ben. Die Kosten für die Erzeugungeiner kWh elektrischen Stroms liegendabei um das zwei- bis dreifache überden Kosten einer kWh vom Solar-generator. Je nach Annahmen überdie Entwicklung der Wasserstoffkostenändert sich daher die Systemaus-legung erheblich.

EnergiemanagementsystemZentrale Steuereinheit der Anlage istein Energiemanagementsystem (EMS)auf Basis einer extrem stromsparendenMikroprozessoreinheit. Das EMSsteuert und überwacht alle Energie-flüsse und den Systemzustand. Esberechnet den Batterieladezustand,

schaltet zum optimalen ZeitpunktElektrolyseur und Brennstoffzelle zuund führt Selbsttests aller Kompo-nenten einschließlich der Batteriedurch. Über das EMS ist eine Fern-überwachung möglich.

ElektrolyseurEntsprechend Abbildung 1 wird dieautonome Stromversorgung imzweiten Schritt auch von der Anlie-ferung von Wasserstoff unabhängig.Mit den im Sommer auftretendenEnergieüberschüssen des PV-Gener-ators wird Wasserstoff produziert und

in einem Metallhydridspeichergespeichert. Ein vom Fraunhofer ISEentwickelter Druckelektrolyseur mitPolymerelektrolytmembran erzeugtden Wasserstoff. So entsteht einSystem mit saisonalem Energie-speicher (Elektrolyseur – Wasserstoff-speicher – Brennstoffzelle). DieLeistung wird bei etwa 1 kW liegen.Eine besondere Herausforderungen ist der wartungsarme Betrieb desElektrolyseurs im Freiland mit Tem-peraturen unter dem Gefrierpunkt.Derzeit erarbeiten wir Maßnahmen,um den Elektrolyseur ‘winterfest’ zumachen.

Das PV-Brennstoffzellen-System wirdim 1. Quartal 2001 und das Systemmit saisonalem Speicher im 2. Quartal2002 am Standort Madrid unterrealen Betriebsbedingungen in Betriebgehen. Die EU fördert das Projekt.

Abb. 1: Schematische Dar-stellung des autonomenEnergieversorgungssystemsmit saisonalem Wasserstoff-speichersystem. In Zusam-menarbeit mit Herstellernvon Photovoltaik, Brenn-stoffzellen und Telekommu-nikation wird das Projekt im2. Schritt realisiert.Elektrolyseur

Brennstoff-zelle

Photovoltaik-generator

Energiemanagement

Saisonales Energiespeichersystem

Telekommunika-tionsequipment

H2-Speicher

Batterie


NetzgekoppelteEnergiesysteme

Photovoltaik als Element solaren Bauens gewinnt zunehmend anReiz. Das Fraunhofer ISE setzt solche Elemente funktional beiseinem Neubau ein. Hier ein Blick in die Shed-Dach-Konstruktiondes Atriums: Die dort integrierten Solarstrommodule sind in dieIsolierverglasung eingepasst. Neben dem Wärmeschutz im Winterdienen sie in der heißen Jahreszeit auch als Sonnenschutz.


Eine starke Zunahme der Anfragenvon Architekten und Bauingenieurenzeigt, dass sich Photovoltaik rasant inihrer Rolle als Element des solarenBauens weiter entwickelt. PV-Modulehaben im Gebäude vielfältige Funk-tionen wie Ästhetik, Tageslichtele-ment, Abschattung und Stromge-winnung. Mit Simulationsprogrammenfinden wir die Wunschlösung.

Gemeinsam mit Industriepartnernarbeiten wir am intelligenten Strom-netz der Zukunft, das einen wachs-enden Anteil erneuerbarer Energienerlaubt. Auffallendste Neuerung istder Kommunikationskanal, der z. B.dezentrale Kraftwerke oder Speicherje nach Bedarf zu- oder abschaltenkann. Viele sich ergänzende Erzeugerwie PV, Wind, Wasser und Biomassewerden zusammen mit Speicher- undRegelgliedern dafür sorgen, dass dieStromkunden gar nichts vom Über-gang zur nachhaltigen Energiewirt-schaft merken, weil der Netzkomfortso bleibt wie er ist.


Mit dem 100 000-Dächer-Programmund dem Erneuerbaren-Energien-Ge-setz hat die netzgekoppelte Photovol-taik in Deutschland einen rasantenAufschwung genommen. Wir beglei-ten derartige Markteinführungspro-gramme und übernehmen Planung,Auslegung, Abnahme und Überwa-chung von Anlagen. Bei Einspeisever-gütungen von 0,99 DM/kWh lohnt essich besonders, schon bei der Planungfür optimalen Ertrag zu sorgen. ZehnJahre Monitoring haben uns gezeigt,wo die Schwachstellen liegen könnenund wie man sie schnell beseitigt.

Nicht nur Betreiber, sondern auch Hersteller profitieren von unsererErfahrung. Bestes Beispiel sind dieWechselrichter: Im Rahmen des1 000-Dächer-Programms stellten wir über unser Monitoring zahlreicheAusfälle fest. Zusammen mit den Herstellern diskutierten wir Fehl-ursachen. Heute haben Wechselrichter99 % Verfügbarkeit und sind zueinem Exportschlager geworden.

Ansprechpartner

PV-Monitoring Dipl.-Ing. Klaus Kiefer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 18 E-Mail: [email protected]

Systemanalyse und Dr. Thomas Erge Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-3 37-entwurf E-Mail: [email protected]

Systemkomponenten Dr.-Ing. Heribert Schmidt Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 26E-Mail: [email protected]

Photovoltaik an Dipl.-Ing. Hermann Laukamp Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 75Gebäuden E-Mail: [email protected]

Dr. Karsten Voss Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-1 35E-Mail: [email protected]

Energiespeicher Dirk Uwe Sauer Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-2 19in Stromnetzen E-Mail: [email protected]



Die 120 kWp Photovoltaik-Schulungsanlage »Butzweilerhof« der Handwerkskammer zu Köln

Wir konzipierten die Technik diesesDemonstrationsprojektes für photo-voltaische Anlagen unterschiedlicherTechnologie und begleiten das Projektwissenschaftlich.

Thomas Erge, Alfons Armbruster*,Klaus Kiefer, Eberhard Rössler**,Edo Wiemken

Die Photovoltaikanlage auf dem Ge-bäude »Butzweilerhof« der Hand-werkskammer zu Köln wurde in denJahren 1999 und 2000 errichtet. An-liegen dieses Vorhabens ist neben derphotovoltaischen Stromerzeugung dieDemonstration der technischen,architektonischen und ökonomischen

Aspekte der Photovoltaik und dieunmittelbare Einbindung in den Schu-lungsbetrieb der Handwerkskammer.

Die Gesamtanlage besteht aus etwa1 400 Modulen mit einer Gesamt-leistung von etwa 120 kWp. Sie sindauf drei Unteranlagen verteilt:

- 103,5 kWp Flachdachanlage, bestehend aus einem Anlagenteil mit zentralem Wechselrichter (50 kWp), einem Anlagenteil mit Strangwechselrichtern (44 kWp) sowie einem Anlagenteil mit modulintegrierten Wechselrichtern (9,5 kWp).

- 9,0 kWp Fassadenanlage, bestehend aus senkrechten und geneigten Fassadenteilen. Die geneigten Module sind im Fensterbereich montiert und gewährleisten bei hohen Sonnenständen eine Ver-schattung der dahinter liegenden Räume.

- 7,5 kWp Schulungsanlagen, die aus drei getrennten Kleinanlagen zur Demonstration unterschiedlicher Dachintegrationsverfahren auf einem speziell konstruierten Schu-lungsdach errichtet wurden. Bei den Technologien handelt es sich um Dachintegration, Aufdach-montage sowie Montage von PV-Dachziegeln. Eingeschlossen ist hier ein kleines Batterie-Inselsystem mit speziellem Energiemanagement.

Wir planten im Auftrag der Hand-werkskammer zu Köln alle Photo-voltaik-Generatoren, wobei wir nebender elektrischen Konzeption der An-lagen besonders auf die baulichenund architektonischen Gegebenheitenachteten.

Wir überwachen den Betrieb der An-lage in einem wissenschaftlichenMonitoring und Auswerteprogramm.Dabei gewinnen wir umfangreicheMessdaten, die sowohl für den Aus-bildungsbetrieb der Handwerks-kammer als auch über Fernabfrage zurwissenschaftlichen Analyse amFraunhofer ISE dienen. Eines unsererZiele ist dabei der Vergleich unter-schiedlicher Anlagenkonzepte hin-sichtlich Betriebsverhalten, Zuverläs-sigkeit und Effizienz.

Für die öffentliche Darstellung desProjektes gestalten und program-mieren wir eine Internetpräsentationmit Online-Zugriff auf ausgewählteaktuelle Messdaten. Diese wird dannüber die Internetseiten der Handwerks-kammer Köln erreichbar sein: www.handwerkskammer-koeln.de

Die Photovoltaik-Anlage wurde vonder Europäischen Union und demLand Nordrhein-Westfalen gefördert.


** freier Mitarbeiter

Abb. 3: Unmittelbar vor Installation der Anlage charakterisierte das Fraunhofer ISEKalibrierlabor (ISE CalLab) ausgewählte Module detailliert.

Abb. 1: PV-Fassadenanlage mit Verschattungder dahinterliegenden Ausbildungsräume.

Abb. 2: Integration von PV-Dachziegeln in den Ausbildungsdachstand auf demGebäude »Butzweilerhof«.



Auf dem Weg zum Stromnetz der Zukunft

Wir arbeiten in einem Konsortium aus17 Industrie- und Forschungspartnernan einer dezentralen Netzstruktur mitintegriertem Kommunikationssystem.Sie soll hohe Qualität der Stromver-sorgung und größtmögliche Flexibilitätfür technische und ökonomischeOptionen bieten.

Heribert Schmidt, Thomas Erge,Angelika Heinzel, Dirk Uwe Sauer,Dieter Schlegel

Stadtwerke Karlsruhe, Fraunhofer ISE,Freiburg, EUS GmbH, Gelsenkirchenund Siemens AG, Erlangen leiten dasKonsortium, das sich den NamenEDISON gegeben hat. Das Konsortiumhat sich bis 2003 zwei Aufgabengestellt: die Energieverteilungsnetze fitfür den liberalisierten Strommarkt zumachen und auf moderne Techno-logien wie erneuerbare Energienvorzubereiten.

EDISON verbindet Energieverteilungmit Informationsverarbeitung undentwickelt dezentrale Komponentenfür die neue Netzstruktur. Beispiele fürBausteine sind:

- Power Quality Geräte, die z. B. Spannungseinbrüche kompensieren

- Lokale Energiespeicher, die für einen gleichmäßigen Energiefluss sorgen

- Dezentrale Stromerzeuger wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen oder Blockheizkraftwerke mit Brennstoffzellen

Diese Bausteine eröffnen zusammenmit Energiemanagementsystemenneue Optionen zur bedarfsgerechten

Steuerung von Energieflüssen in aus-gedehnten Stromversorgungsnetzen.

So etwa bei Einsatz von Blockheiz-kraftwerken mit Brennstoffzellen, diesowohl elektrische Spitzenlastendecken als auch Nutzwärme abgeben.Besonders effizient kann der Energie-versorger die Blockheizkraftwerkenutzen, wenn er ihre Stromabgabe jenach Nachfrage steuern kann. Überdie dezentrale Kommunikationsstruk-tur hat er jederzeit Zugriff auf dieStromerzeuger. Dadurch können teureNetzerweiterungen reduziert werden.

Eine andere Anwendung ist die um-weltfreundliche Abdeckung von kurz-zeitig erhöhtem Strombedarf in Netz-segmenten, die nicht dafür ausgelegtsind - zum Beispiel zur Baustromver-sorgung oder bei Volksfesten. Hierkann mit mobilen Batteriespeichernund einem Energiemanagementsystemder Einsatz großer Dieselaggregateoder ein teurer Ausbau der Netz-strukturen überflüssig werden.

Der Einsatz zusätzlicher dezentralerErzeuger und Speicher darf alsoökonomisch nicht an den reinenStromgestehungskosten bzw. denErsparnissen im Stromhandel durchdie Absenkung der Spitzenlast ge-messen werden. Die wesentlichenErsparnisse für den Versorger ent-stehen aus eingesparten Investitionenfür den Netzausbau wie Leitungenund Transformatoren.

Wir sind für zwei wissenschaftlicheTeilprojekte in EDISON hauptverant-wortlich:

- Teilprojekt 2 »Energiespeicher und -wandler«

- Teilprojekt 7 »Monitoring und Bewertung der Ergebnisse«

In Teilprojekt 2 haben wir zusammenmit Partnern zunächst eine Bestands-aufnahme der Energiespeicher und-wandler erarbeitet. Wir testen Kom-ponenten zur Untersuchung der Be-triebscharakteristika und zur Bestim-mung technischer Parameter im Labor.Darauf aufbauend entwickeln wirneue Hardware und Software zurBetriebsoptimierung.

Im Teilprojekt 7 vergleichen wir dieeingesetzten dezentralen Energie-wandler und -speicher durch Aus-wertung der energie- und leistungs-relevanten Anlagendaten. Die Datenwerden vom dezentralen Betriebs-führungssystem an das Prozessleit-system online übertragen und dann inunserer Datenbank bereitgestellt. Zu-sätzlich installieren wir in ausgewähl-ten Anlagen oder AnlagenteilenMessfühler und Datenlogger.

Das Projekt EDISON wird vom Bundes-ministerium für Wirtschaft und Tech-nologie BMWi gefördert.



Bauliche Integration von Solarstromanlagen: Das Beispiel des Fraunhofer ISE Neubaus

Der Neubau unseres Institutsgebäudeswird fünf Photovoltaik-Anlagen mitzusammen rund 20 kWp Nennleistungtragen. Die Planung zeigt beispielhaftden umfassenden Ansatz des Fraun-hofer ISE beim Solaren Bauen: Opti-mierung von Architektur, Nutzer-komfort, thermischer und elektrischerEnergienutzung in einem Gesamt-konzept.

Sören Andersen*, Sebastian Herkel,Klaus Kiefer, Hermann Laukamp,Karsten Voss

Die fünf Photovoltaik-Anlagen (Abbil-dung 1 und Tabelle 1) dienen haupt-sächlich der Stromerzeugung, zum Teilsind sie auch als Testgeneratorennutzbar. Das Planungsteam legtegroßen Wert auf die Balance zwischenGebäudeaspekten und Strompro-duktion. Die PV-Generatoren demon-strieren unterschiedliche Weisen derbaulichen Integration:

Im Shed-Dach und in der Südfassadesind die Solarzellen in Isolierglas ein-gebettet. Sie verringern den Wärme-eintrag in das Gebäude und unter-stützen damit den weitgehendenVerzicht auf konventionelle Klima-tisierung. Der Generator an derFassade des Südflügels demonstriertden Einsatz von Photovoltaik alsBrüstungselement in vertikaler undgeneigter Anordnung. Die Genera-

toren auf den Dächern von Süd- undMittelflügel dienen als Verkleidung fürdie dahinter liegenden Luftschächte.

Das Beispiel des Shed-Daches überdem Atrium zeigt, wie wir die Kon-struktion entwickelt haben: Die Grafikin Abbildung 2 veranschaulicht dieOptimierung der Shed-Dach-Geo-metrie im Rahmen des Gebäudekon-zeptes.

Gute Tageslichtverhältnisse sind fürdie Nutzung und die gestalterischeWirkung eines Atriums von zentralerBedeutung. Andererseits entstehenbei hoher Transparenz ohne Beschat-tung enorme sommerliche Wärme-lasten. Um beide Aspekte in Verbin-dung mit dem Energieertrag derSolarstromanlage zu berücksichtigen,haben wir Simulationen für Raum-klima und Tageslichtverhältnissedurchgeführt.

Die Solarstromanlagen erzeugen rund16 MWh im Jahr. Damit decken sieden gesamten Bedarf der Bürobe-leuchtung des neuen Gebäudes.

Die Europäische Union fördert dieRealisierung der Solarstromanlagen.

* Dissing+Weitling, KopenhagenTab. 1: Ort und Nennleistung der PV-Anlagen.

Abb. 1: Die fünf Photovoltaik-anlagen am neuen Institutsgebäude.

Abb. 3: Ein Blick in das Atrium. Der Photovoltaikgenerator wirft einSchattenmuster auf die gekrümmte Wand des Atriums.

Fassade der Magistrale 2,5 kWp

Shed-Dach über dem Atrium 4,9 kWp

Brüstung am Südflügel 2,9 kWp

Dach des Südflügels 4,5 kWp

Dach des Mittelflügels 5,3 kWp

PVGlasStrom + 0 –

Tageslicht – 0 +

Temperatur + 0 –

Abb. 2: Die Neigung des PV-Generators imShed-Dach ist auf das Energiekonzept desGebäudes abgestimmt. Stromerzeugung,Tageslichtnutzung zur Beleuchtung undReduktion des sommerlichen Energieeintrags in das Atrium wurden abgewogen.

Aufbau N

FassadeMagistrale

DachMittelflügel

DachSüdflügel

BrüstungSüdflügel

Shed-Dach

+ = günstig, – = ungünstig, 0 = neutral)



Gastwissenschaftler

Mitarbeit in Gremien

Vom Institut (mit-)organisierteKongresse, Tagungen und Seminare

Vorlesungen und Seminare

Messebeteiligungen

Patente

Promotionen

Pressearbeit

Vorträge

Veröffentlichungen



Gastwissenschaftler

Dipl.-Psych. Claudia CasperBarcelona, Spanien1.2.2000–30.5.2001Arbeitsgebiet: Sozialwissenschaftliche Studienzur ländlichen Elektrifizierung

Dr. Andres CuevasAustralian National University,Canberra, Australien16.7.2000–31.8.2000Arbeitsgebiet: High-efficiency Silicium-Solarzellen

Dipl.-Ing. Mario MottaPolitecnico di MilanoMailand, Italien1.7.1999–30.6.2000Arbeitsgebiet: Solare Klimatisierung

Anders ØdegårdNorwegian University for Science andTechnology (NTNU)Trondheim, Norwegen21.8.2000–21.2.2001Arbeitsgebiet: Mikroenergietechnik

Prof. Valeri RumyantsevIoffe-InstitutSt. Petersburg, Russland1.6.2000–30.9.2000Arbeitsgebiet: III-V Konzentratormodule

Dr. Oleg V. SulimaIoffe-InstitutSt. Petersburg, Russland1.1.2000–31.12.2000Arbeitsgebiet: III-V Epitaxie

Mitarbeit in Gremien

Bundesministerium für Wirtschaft undTechnologie BMWi- Lenkungsausschuss »Solar optimiertes

Bauen«

Deutsche Elektrotechnische Kommission DKE- Komitee 373: Photovoltaische

Solarenergiesysteme- Komitee 221: Elektrische Anlagen

von Gebäuden

Deutsche Elektrotechnische Kommission DKE- Komitee 384: Brennstoffzellen

Deutsche Gesellschaft für ChemischesApparatewesen, Chemische Technik undBiotechnologie Dechema e.V.- Arbeitsausschuss »Elektrochemische Prozesse«

Deutsche Gesellschaft für Galvano- undOberflächentechnik DGO- Fachausschuss »Mikrosysteme und

Oberflächentechnik«

Deutsche Gesellschaft für Psychologie- Fachausschuss »Umweltpsychologie«

Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie DGS- Vorstand der Sektion Südbaden

Deutsche Physikalische Gesellschaft- Arbeitskreis »Energie«

Deutscher Wasserstoff-Verein

Deutsches Flachdisplay-Forum

Europäisches Komitee für Normung CENITC33 /WG3 / TG5 - Mitglied

European Cooperation for Space StandardisationECSS- Working Group »Solar Cell Standard«

European Fuel Cell Group

European Renewable Energy Centres (EUREC)Agency- President

Fachverband Transparente Wärmedämmung e.v.- Arbeitskreis »Normung«

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. FhG- Hauptkommission

Hahn-Meitner-Institut HMI- Wissenschaftlicher Beirat

Institut für Solare EnergieversorgungstechnikISET- Wissenschaftlicher Beirat

International Solar Energy Society Europe (ISES-Europe)- Governing Board

International Solar Energy Society ISES- Board of Directors

ISO/TC 197 Hydrogen Technologies - Normenausschuss »Gastechnik (NA Gas)«

»Solar Energy«, Pergamon Press/Elsevier- Editor-in-Chief

Verein Deutscher Elektrotechniker- ETG-Fachausschuss »Brennstoffzellen«

Verein Deutscher Ingenieure VDI- Fachausschuss »Brennstoffzellen«

Verein Deutscher Ingenieure, VDI-GesellschaftEnergietechnik- Fachausschuss »Regenerative Energien«

VMPA- Verband der Materialprüfämter e.V.- Sektorgruppe »Türen, Fenster und

Glasprodukte«

Wissenschaftlicher Beirat der BundesregierungGlobale Umweltveränderungen- Mitglied

Zentrum für Solarenergie und Wasserstoff ZSW- Kuratorium

Vorlesungen und Seminare

Prof. Joachim LutherPhotovoltaische Energiewandlung, Vorlesung SS 00Solarthermische Energiewandlung, Vorlesung WS 00/01Solare Energiekonversion, Oberseminar SS 00, WS 00/01Universität Freiburg, Fakultät für Physik

Prof. Roland SchindlerPhotovoltaik Teil I und II, Vorlesung WS 99/00, SS 00FernUniversität Hagen

Dr.-Ing. Heribert SchmidtPhotovoltaik-Systemtechnik, Vorlesung SS 00Universität Karlsruhe

Dr. Petra Schweizer-RiesGemeinschaftliche Nutzung von Ressourcen:Von sozial-ökologischer Dilemma-Forschung bis hin zur Gemeingutforschung, Seminar SS 00Universität Zürich, Umweltpsychologie

Prof. Wolfram WettlingHalbleiter-Technologie und -Bauelemente, Vorlesung WS 00/01Universität Freiburg, Fakultät für Physik

Priv. Doz. Dr. Gerhard WillekeGrundlagen der Halbleitertechnologie, Vorlesung in englischer Sprache WS 99/00Universität Konstanz, Fakultät für Physik

Priv. Doz. Dr. Volker WittwerInnovative Energiesysteme, Vorlesung SS 00 und Seminar WS 00/01 Universität Freiburg, Fakultät für AngewandteWissenschaften, Institut für MikrosystemtechnikIMTEK



Messebeteiligungen

Industrieausstellung im Rahmen des15. Symposiums Photovoltaische SolarenergieStaffelsteinStaffelstein, Kloster Banz, 15.-17.3.2000

light+buildingFrankfurt, 19.-23.3.2000

Hannover Messe Industrie 2000Beteiligung am Gemeinschaftsstand»Oberflächentechnik« der Fraunhofer-GesellschaftBeteiligung am Gemeinschaftsstand»Wasserstoff- und Brennstoffzellen-technologien«Hannover, 20.-25.3.2000

Sustainable Building 2000Maastricht, Niederlande, 22.-25.5.2000

Intersolar 2000Freiburg, 7.-9.7.2000

GlasstecDüsseldorf, 24.-28.10.2000

Intelligent Building DesignStuttgart, 10/11.11.2000

MegaWattGelsenkirchen, 24./25.11.2000

Vom Institut (mit-)organisierteKongresse, Tagungen und Seminare

OTTI Technologie-Kolleg Regensburg6. Symposium LichtStaffelstein, Kloster Banz, 27./28.1.2000

OTTI Energie-Kolleg RegensburgFachseminar »Photovoltaisch versorgte Geräteund Kleinsysteme«Freiburg, 2./3.2.2000

OTTI-Energie-Kolleg Regensburg15. Symposium Photovoltaische SolarenergieStaffelstein, Kloster Banz, 15.-17.3.2000

2nd Workshop on Light Degradation of CarrierLifetime in Cz-Si Solar CellsGlasgow, United Kingdom, 3.5.2000

OTTI Technologie-Kolleg Regensburg10. Symposium Thermische SolarenergieStaffelstein, Kloster Banz, 10.-12.5.2000

OTTI Energie-Kolleg RegensburgFachseminar »Photovoltaik-Anlagen«Freiburg, 23./24.5.2000

MonitoringHamm, 16./17.11.2000

BMWi Projekt »SolarBau: MONITOR«Integrale Planung und ArchitekturSeminareBonn, St. Augustin, 17/18.11.2000

Materialien in SolarkollektorenSymposiumSalzburg, Österreich, 24.11.2000

Arbeitsgemeinschaft Erneuerbare Energien AEEInstitut für Solartechnik SPFFraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISEMaterialien und Komponenten in SolaranlagenTagungSalzburg, Österreich, 24.11.2000



Promotionen

Benedikt Bläsi»Holographisch hergestellteAntireflexoberflächenfür solare und visuelle Anwendungen«Dissertation Albert-Ludwigs-Universität FreiburgFreiburg, 2000

Frank Dimroth»Metallorganische Gasphasenepitaxie zurHerstellung von hocheffizienten Solarzellenaus III-V Halbleitern«Dissertation Universität KonstanzKonstanz, 2000

Peter Hahne»Innovative Druck- und Metallisierungsverfahrenfür die Solarzellentechnologie«Dissertation Fern-Universität HagenHagen, 2000

Ralf Preu»Innovative Produktionstechnologienfür kristalline Silicium-Solarzellen«Dissertation Fernuniversität HagenHagen, 2000

Sebastian Schaefer»Plasmaätzen für die Photovoltaik –Plasmasysteme und -prozesse für die Herstellungvon kristallinen Siliciumsolarzellen«Dissertation Universität KonstanzKonstanz, 2000

Stefan Reber»Electrical Confinement for the CrystallineSilicon Thin-Film Solar Cell on Foreign Substrate«Dissertation Universität MainzMainz, 2000

Tim Meyer»DC/DC-Wandler mit kleiner Eingangsspannungfür photovoltaische, elektrochemische undthermoelektrische Zellen«Dissertation Universität KarlsruheKarlsruhe, 2000

Prof. Adolf Goetzberger, Thomas Kuckelkorn»Tageslichtelement auf CPC-Basis«

Michael Köhl, Klaus Rose, Matthias Heinrich,

Karl-Heinz Haas»Multifunktionelle superphobe Schichten«

Orlando Parodi, Ulrike Seibert, Konstanze Fleige»WATER Pumping and Purification System«(WATERpps)

Daniel Biró»Kontaminationsarmer Transport durch eineHochtemperaturzone im Hubbalkenverfahrenmit flexiblen Balken«

Dr. Gerhard Willeke, Daniel Kray»Schädigungsfreie Waferherstellung«

Ralf Preu, Eric Schneiderlöchner,Dr. Stefan Glunz, Dr. Ralf Lüdemann»Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Metallkontakts durch eine dielektrische Schicht«

Michael Köhl, Franz Brucker, Volker Lieske»Verfahren zur Verbesserung der biokatalyti-schen Stoffumsetzung«

Dirk Uwe Sauer, Rudi Kaiser»Konzept zum parallelen Betrieb verschiedenerSpeichertechnologien in autonomenStromversorgungen«

Volkmar Boerner, Dr. Andreas Gombert,Dr. Benedikt Bläsi»Verfahren zur Herstellung von Licht streuendenElementen mit nicht gaußförmigem Streuprofil«

Dr. Andreas Gombert, Michael Niggemann,Hansjörg Lerchenmüller»Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung vonKoppelgittern für integriert-optischeBauelemente«

Patente

Erteilte Patente

Klaus Preiser, Jérôme Kuhmann»Vorrichtung zum Überprüfen von autonomenSolaranlagen«

Dr. Heribert Schmidt, Dirk Uwe Sauer»Vorrichtung zur Dichtebestimmung einesElektrolyten«

Prof. Adolf Goetzberger»Sonnenschutzverglasung«

Prof. Adolf Goetzberger»Anordnung für Lichtleitsysteme«

Dr. Peter Apian-Bennewitz»Projektionssystem«

Dr. Wilhelm Warta, Daniel Biró»Halbleiter-Anordnung und Verfahren zumPassivieren der Oberfläche einesHalbleitermaterials«

Konrad Lustig»Wärmetauschereinheit sowie Verfahren zurHerstellung einer Wärmetauschereinheit«

Eingereichte Patente

Dr. Peter Nitz, Wolfgang Graf, Michael Wagner,Wolfgang Schnell, Rainer Lebacher,Clemens Roch»Einsatz von kondensatempfindlichenniedrigemittierenden Schichten und Vorrichtungzur Vermeidung von Kondensation in Hohl-räumen doppel- oder mehrwandiger Hüllenbeheizbarer Räume«

Michael Hermann, Peter Schossig,Carsten Hindenburg»Aktives thermisches Bauelement mitPhasenwechselmaterial«

Uli Röltgen, Norbert Wiesheu, Dr. Andreas Docter»Autothermer Reformierungsreaktor«

Dr. Andreas Georg, Anneke Hauch, Dr. EliasStathatos, Prof. Panagiotis Lianos, NavaGroselj, Dr. Urska Lavrencic, Prof. Boris Orel, »Ionenleiter für farbstoffsensibilisierteSolarzellen«

Dr. Andreas Bett, Dr. Siegbart Kunz,Dr. Jochen Buschmann, Christian Braun,Harald Humpfer, Volker Geneiß»Implantierte Feld- und Temperatursonde fürEMV-Messungen«

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Pressearbeit

Presseinformationen

http://www.ise.fhg.de/Public_Relations/pi_german.html

7.2.2000Mottenaugen und Lotusblätter: FunktionaleOberflächen durch MikrostrukturierungHannover Messe 2000, Halle 6/F 04

7.2.2000Mini-Brennstoffzellen für portable elektronische GeräteHannover Messe 20.-25.3.2000Halle 18 / 1.OG J 04

21.3.2000Vorbildliche Technik vorbildlich kommuniziertSonnenenergie auf Kirchendächern

30.3.2000Der Balkon wird zum WintergartenBeispielhafte Hochhaussanierung

31.3.200030 % erneuerbare Energie im RegiostromFraunhofer ISE legt Energiebericht 1999 vor

4.5.2000Leitprojekt EDISON für das intelligenteStromnetz der ZukunftNeue Konzepte für einen globalenWachstumsmarkt

26.7.2000Kleine Geräte – großer MarktFraunhofer-Institut entwickelt neue Photovoltaik-Produkte

17.7.2000Pressestelle Bundesministerium für Wirtschaftund Technologie BMWi»Renovieren mit der Sonne...« - Ein Handbuchfür Architekten, Planer und Immobilienbesitzer

7.8.2000Solare Stromversorgung fern vom NetzPraxistipps für einen Milliardenmarkt

1.9.2000Solarzellen-Bestwert am Fraunhofer ISEMonolithische Tandem-Konzentratorzellen erzie-len über 30 % Wirkungsgrad

9.10.2000Zukunftsfähiges Wohnen in Neuenburg1-Liter-Solarhaus mit innovativerKompakthaustechnik

20.10.2000Photovoltaik-Forscher am FließbandDas Labor- und Servicecenter Gelsenkirchen desFraunhofer ISE

8.12.2000Kalibrierung reduziert Kosten vonPhotovoltaikstromFraunhofer ISE-Messtechnik für breiteAnwendung

prak3

prak3

http://www.ise.fhg.de/Public_Relations/ pi_german.html



Vorträge

Vorträge, deren Manuskript veröf-fentlicht wurde, finden Sie unter»Veröffentlichungen«

Adib, R.»The Vision: Financial SustainableRural Electrification. ThePerformance: MicrofinanceInstitutions and their Technology«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, Poster

Agert, C.»MOVPE GaSb-basierender HL undphotovoltaische Anwendungen«,Seminar, Universität Erlangen,Erlangen, 19.11.1999

Agert, C.»MOVPE of GaSb, (AlGa)Sb and(AlGa)(AsSb) in a MultiwaferPlanetary Reactor«, LincolnLaboratory, MIT, Boston, USA,10.8.2000; BandwidthSemiconductor LLC, Boston, USA,11.8.2000; NREL, Golden, USA,21.8.2000; Sandia National Lab.,Albuquerque, USA, 23.8.2000;EMCORE Photovoltaics Division,Albuquerque, USA, 24.8.2000

Agert, C.»MOVPE von GaSb-basierendenIII-V-Halbleitern im Planeten-reaktor«, Seminar Materialfor-schungszentrum FMF Freiburg,Freiburg, 17.11.2000

Bett, A.W.; Sulima, O.; Dimroth, F.; Wettling, W.; Willeke, G.»Tandem- und Tripel-Solarzellenaus III-V-Verbindungen für An-wendungen in Konzentrator- undThermophotovoltaik-Systemen«, 9.Kolloquium Materialforschungs-zentrum FMF Freiburg, Breisach,3.-4.11.2000

Bopp, G.»Netzferne PV-Versorgung amWatzmannhaus«, Technologie-börse Bau, Congress Center,Nürnberg, 27.1.2000

Hoffmann, V.U.»Erfahrungen mit PV-Schul-projekten – SONNEonline undSonne in der Schule«, 12. Inter-nationales Sonnenforum, Freiburg,7.7.2000

Hoffmann, V.U.»Freier Strommarkt – was nun?«,öffentliche Podiumsdiskussion,Ehrenstetten, 17.5.2000

Hube, W.; Wittwer, Ch.»Entwicklung von neuartigenRegelungskonzepten mit Hilfe derSimulationsumgebung ColSim undderen Validierung im Feldtest«,10. Symposium ThermischeSolarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000

Hube, W.; Wittwer, Chr.»Experimentelle Untersuchung vonneuartigen Regelungskonzeptenfür aktive thermische Systeme aneinem Mehrfamilienhaus«, 12. Internationales Sonnenforum,6.-7.7.2000

Kiefer, K.»Photovoltaik-Strom von derSonne, Karlsruher Solaranlagen imVergleich - Technik, Ergebnisseund Bewertung«, KundenberatungStadtwerke Karlsruhe, Karlsruhe,9.5.2000

Kiefer, K.»Strom von der Sonne«,Informationsveranstaltung derGemeinde Bad Krozingen,29.9.2000

Köhl, M.»Einsatzmöglichkeiten von poly-meren Materialien in der Solar-thermie«, Fa. Bayer, Leverkusen,9.3.2000

Köhl, M.»New IEA-SHC Task: Performanceof Solar Façade Components«,EuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000

Köhl, M.»Solar Building Façades«, EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000

Köhl, M.»Durability of Solar EnergyMaterials«, WREC, Brighton,United Kingdom, 1.-5.7.2000

Köhl, M.»Singulett-Sauerstoff undWasser«, Kolloquium desFraunhofer-Instituts fürGrenzflächen und Biover-fahrenstechnik IGB, Stuttgart,17.7.2000

Bopp, G.»Ländliche Energieversorgung unddie Perspektiven der Photo-voltaik«, 12. InternationalesSonnenforum, Freiburg, 7.7.2000

Borchert, D.»ITO als Top-Coating für Silizium«,2. Workshop TCO für Dünn-schichtsolarzellen, Forschungs-verbund Sonnenenergie FVS,Jülich, 10.-11.2.2000

Borchert, D.»Kristalline Silizium-Solarzellen:Materialien, Herstellung undCharakterisierung«, MessemegaWatt, Gelsenkirchen,24.-25.2000

Erge, T.»Solar Electricity from a ThousandRoofs«, PV Field Trial ConsultationMeeting, Watford, UnitedKingdom, 3.4.2000

Ferber, J.1; Kern, R.1; Luther, J.»Investigation of the Long-TermStability of Dye-Sensitized SolarCells«, Workshop Quantsol2000,Wolkenstein, Italy, 11.-18.3.2000(1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Glunz, S.»Silicon Solar Cell Research atFraunhofer ISE«, Seminar bei Fa.Samsung, Suwon, Korea,7.11.2000

Gombert, A.»Neue Anwendungen nanostruk-turierter Oberflächen«, NATI-Seminar Kunststofftechnik, FHOsnabrück, 20.6.2000

Hahne, P.»Drucktechnologien für dieSolarzellenfertigung«, SolPro IIIExpertentreffen Druck, FirmaMerck, Darmstadt, 30.5.2000

Heinzel, A.»Brennstoffzellen – ein neuerEnergiewandler für mobile, sta-tionäre und portable Anwen-dungen«, Messe Zürich, 8.2.2000

Heinzel, A.»Brennstoffzellen mit variablerAusgangsspannung zur Energie-versorgung elektronischerGeräte«, Hannover Messe 2000,Hannover 20.-25.3.2000

Heinzel, A.»Kleine Brennstoffzellen für denmobilen Einsatz« VDI-VDE-TagungSensorik, Bad Kissingen, 3.-4.5.2000

Heinzel, A.»Brennstoffzellen-Technologienund Stand der Entwicklung«,WinGas-Forum, Kassel, 6.-7.9.2000

Heinzel, A.»Brennstoffzellentechnologie«,Hyforum 2000, München, 11.-15.9.2000

Heinzel, A.; Rampe, T.; Vogel, B.1;Haist, A.; Hübner, P.»Reforming of Fossil Fuels – R&Dat Fraunhofer Institute for SolarEnergy Systems«, Seminar on Fuel Cells 2000, Portland, USA,30.10.-2.11.2000, Poster (1: DaimlerChrysler AG, Ulm)

Heinzel, A.»Neue Gesamtenergieversor-gungskonzepte für Gebäude«, 5. Kasseler Symposium Energie-Systemtechnik, Kassel, 9.-10.11.2000

Heinzel, A.»Brennstoffzellen – attraktiveEnergiewandler für den sta-tionären, mobilen und portablenEinsatz« Zukunftstag WVIBFreiburg, 16.11.2000, Freiburg

Heinzel, A.»Brennstoffzellen im kleinenLeistungsbereich – PortableAnwendungen«, BASF Ludwigs-hafen, 13.12.2000

Hindenburg, C.»Solargestützte Klimatisierung«,Thermodynamikseminar, Tech-nische Universität München,München, 28.7.2000

Hoffman, V.U.»Entwicklungsstand der Photo-voltaik in Deutschland«, Klausur-veranstaltung VisionäreDachsysteme, Feusisberg,Switzerland, 19.1.2000

Hoffman, V.U.»Photovoltaik-Vorhaben anSchulen – Erfahrungen undErgebnisse aus SONNEonline undSonne in der Schule«, Vortrag aufder Informationsveranstaltung fürLehrer, Neubrandenburg,20.3.2000

Hoffmann, V.U.»Grundlagen der Photovoltaik«,Fortbildungsseminar: Bauen mitSolartechnik für Architekten,Leipzig, 7.4.2000 und 17.11.2000

Hoffmann, V.U.»Photovoltaik in Gebäuden –Techniken, Auslegung, Beispiele«,Fortbildungsseminar: Bauen mitSolartechnik für Architekten,Leipzig, 8.4.2000 und 18.11.2000

Hoffmann, V.U.»Grundlagen der Photovoltaik –Einsatzgebiete und Marktsituationsowie Betriebserfahrungen«,Fortbildungskurs „Energie- undGebäudemanagement”, Büro fürUmweltpädagogik, Freiburg,15.5.2000



Köhl, M.»Neue Materialien für die Solar-technik: Selektive Solarabsorber –Schichten für unverglasteFassaden«, Solar 2000, Gleisdorf,Austria, 4.-9.9.2000

Köhl, M.»Selective Solar Absorbers – AnIntroduction«, Angström-Laboratorium der UniversitätUppsala, Uppsala, Sweden,29.9.2000

Köhl, M.»New IEA-SHC Task: Performanceof Solar Façade Components«,CEN-Star Workshop, Paris,6.10.2000

Köhl, M.»Solare Energietechnik, Zukunfts-markt für Kupferprodukte?«,Outokumpo-Tag, Expo, Hannover,16.10.2000

Köhl, M.»Singulett-Sauerstoff undWasser«, Kolloquium des Institutsfür Bodenkunde am Umwelt-forschungszentrum Halle-Leipzig,Leipzig, 20.10.2000

Kuckelhorn, T.; Goetzberger, A.;Herzog, Th.»CPC-Strukturen zur Tageslicht-nutzung«, 6. Symposium Inno-vative Lichttechnik in Gebäuden,OTTI-Technologie-Kolleg,Staffelstein, 27.-28.1.2000

Kuhmann, J.»Elektrische Energiespeicher fürGeräte und Kleinsysteme«,Seminar PVG, Freiburg, 2.2.2000

Kuhmann, J.»Lithium-Ionen-Akkus für Photo-voltaik-Geräte der Zukunft?«, D&EEntwicklungsforum: Batterien,Ladekonzepte und Stromver-sorgungsdesign, München,28.3.2000

Kuhn, T.; Platzer, W.; Eder, K.1;Sack, N.1; Beck, A.2; Hauck, M.2;Haug, I.2; Wirth, H.3; Simon, R.4;Kasper, F.J.5

»Reges-Projektpräsentation«, 6. Symposium InnovativeLichttechnik in Gebäuden, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,27.-28.1.2000, Poster (1: Institut für Fenstertechnik e.V.,Rosental) (2: Bayerisches Zentrum fürAngewandte EnergieforschungZAE e.V., Würzburg) (3: OKALUX Kapillarglas GmbH,Marktheidenfeld-Altfeld) (4: WAREMA Renkhoff GmbH,Marktheidenfeld-Altfeld) (5: Grünzweig + Hartmann AG,Ladenburg)

Laukamp, H.»Elektrische Sicherheit, Errich-tungsbestimmungen, Blitzschutz«,Fachseminar Photovoltaik-Anlagen, OTTI-Technologie-Kolleg,Freiburg, 23.-24.5.2000

Lerchenmüller, H.; Gombert, A.»Mikrostrukturierte Oberflächen«,Hannover Messe, Hannover,23.3.2000

Lustig, K.; Rommel, M.;Stankowski, D.; Wittwer, Chr.;Fink, C.1; Hausner, R.1

»Experimentelle Untersuchungenzum Stillstandverhalten solarther-mischer Anlagen«, 10. SymposiumThermische Solarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,10.-12.5.2000, (1: Arbeitsgemeinschaft Erneu-erbare Energie AEE, Gleisdorf,Austria)

Luther, J.»Energiegewinnung ausSonnenlicht«, Workshop OptischeTechnologien für das 21. Jahr-hundert, VDI, Dresden-Radebeul,23.-24.11.1999

Luther, J.»Photovoltaische Energiekon-version – Status, Zukunft,Visionen«, Hahn-Meitner-Institut,Berlin, 8.12.1999

Luther, J.»Zukünftige Nutzung erneuerbarerEnergiequellen«, Workshop VisionKeramik 2000+ Dresden,13.1.2000

Luther, J.»Technische Entwicklungen imBereich Photovoltaik und Solar-thermie«, 25 Jahre BundesverbandSolarenergie, Berlin, 19.5.2000

Luther, J.»Photovoltaische Energiever-sorgung – Stand der Technik undAussichten«, Deutsche Physika-lische Gesellschaft, Magnus Haus,Berlin, 23.5.2000

Luther, J.»Solar Electricity«, EuroSun 2000,3rd ISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000

Luther, J.; Voss, K.»Solares Bauen – Konzepte undMärkte«, Solarimpulse Freiburg2000, Freiburg, 5.-9.7.2000

Müller, M.; Hebling, C.; Heinzel, A.»Mini-Brennstoffzellen für porta-ble elektronische Geräte«,Hannover Messe, Hannover, 20.-25.3.2000

Platzer, W.»Innovationen in der Fassade.Elektrochemische, gasochromeund thermotrope Verglasungen«,Seminar, Fachhochschule Basel,Basel, Switzerland, 23.5.2000

Parodi, O.»Clean Water with Clean Energy.Drinking Water Provision inRemote Regions withDecentralised Solar PowerSupply«, Seminar for RenewableEnergies and Infrastructure, Arica,Chile, 24.11.1999

Rau, A.; Heinzel, A.»Reversibles Electrolyse-/Brenn-stoffzellen-System zur Energie-speicherung«, Tagung derGesellschaft Deutscher Chemikere.V., Fachgruppe AngewandteElektrochemie, Ulm, 27.-29.9.2000, Poster

Rommel, M.; Hermann, M.;Koschikowski, J.; Schäfer, A.»SODESA: Entwicklung von korro-sionsfreien Kollektoren zurMeerwasserentsalzung«, 10. Symposium ThermischeSolarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000

Roth, W.»Prinzipieller Systemaufbau,Anwendungsbeispiele undMarktpotenzial photovoltaisch ver-sorgter Geräte und Kleinsysteme«,Fachseminar Photovoltaisch ver-sorgte Geräte und Kleinsysteme,OTTI-Technologie-Kolleg, Freiburg,2.-3.2.2000

Roth, W.»Grundlagen zur Solarzelle, zumModul und zum Solargenerator«,Fachseminar Photovoltaisch ver-sorgte Geräte und Kleinsysteme,OTTI-Technologie-Kolleg, Freiburg,2.-3.2.2000

Roth, W.»Mit der Sonne telefonieren:Solargeräte für den privaten undkommerziellen Gebrauch«, ÖKO2000 und ÖKO BAU, Freiburg,14.5.2000

Roth, W.»Photovoltaische Energiever-sorgungssysteme – KlimatischeRandbedingungen, prinzipiellerSystemaufbau und Einsatzmög-lichkeiten«, FachseminarPhotovoltaik-Anlagen, OTTI-Technologie-Kolleg, Freiburg, 23.-24.5.2000

Roth, W.»Elektrische Eigenschaften undVerschaltung von Solargenera-toren«, Fachseminar Photovoltaik-Anlagen, OTTI-Technologie-Kolleg,Freiburg, 23.-24.5.2000

Roth, W.»Von der Küchenwaage bis zumRasenmäher – Solarprodukte fürden privaten und kommerziellenGebrauch«, Badische Zeitung,Vortragsreihe BZ-Ratgeber,Freiburg, 5.10.2000

Sauer, D.U.»PV in netzfernen Anwendungenund Batterien«, VDE Mannheim,Mannheim, 12.4.2000

Sauer, D.U.»Speichertechnologien – eineÜbersicht«, DGS Südhessen,Frankfurt a/M., 15.6.2000

Sauer, D.U.; Bopp, G.»Batteries in Hybrid Systems«,Village Power – EmpoweringPeople and Transforming Market,Washington, Poster, 4.-8.12.2000

Schäfer, A.; Rommel, M.»Neue Messeinrichtung desPrüfzentrums für thermischeSolaranlagen im Hinblick auf dieneue Europäische KollektornormDIN EN 12975-1 und 2«, 10. Symposium ThermischeSolarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000, Poster

Schindler, R.»Erneuerbare Energien«, Tech-nische Universität Monterrey,Guadalajara, Mexico, 10.11.2000

Schindler, R.»Solarenergie«, Universität vonColima, Mexico, 11.11.2000

Schmidt, H.»Kleine Spannungen, hohe Ströme– Neues Konzept für Spannungs-wandler«, VDE-Bezirk Kurpfalze.V., Mannheim, 8.11.2000

Schossig, P.; Henning, H.M.»Mikroverkapselte Phasenwechsel-materialien in Wandverbund-systemen«, 10. SymposiumThermische Solarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,10.-12.5.2000, Poster

Sölter, J.; Dicker, J.; Schumacher,J.; Glunz, S.W.; Warta, W.»Charakterisierung von industrie-relevanten rückseitenkontaktiertenSilizium-Solarzellen«, Tagungs-band, DPG-Frühjahrstagung,Regensburg, 27.-31.3.2000

Veröffentlichungen

Adib, R.»Crédits à l’Electricité Rurale«,Echos du Cota, N°85 (1999),Brussels, Belgium, 14-16

Adib, R.»Microfinance - a Way to surpassthe Obstacles of Financing RuralElectrification with Photovoltaics«,Proceedings of Seminar on RuralElectrification in Africa, Johannes-burg, South Africa, 17.-18.4.2000,CD-ROM

Agert, C.; Dimroth, F.; Schubert, U.; Bett, A.W.; Leu, S.;Stolz, W. »High-Efficiency (AlGa) As/ GaAsSolar Cells Grown by MOVPEUsing TBAs and Low Temperaturesand Low V/III-Ratios«, in: SolarEnergy Materials & Solar Cells,Vol. 66 (2001), 637-644

Agert, C.; Dimroth, F.; Schubert,U.; Bett, A.W.; Smith, L.1;Rushworth, S.1; Kanjolia, R.1

»Low Oxygen Levels ~ 1017 cm-3

in MOVPE Grown AL0.8Ga0.2As«,Tagungsheft 14. Workshop desDGKK-Arbeitskreises Epitaxie vonIII-V Halbleitern, Stuttgart, 8.-9.12.1999 (1: Epichem Ltd., Merseyside,United Kingdom)

Agert, C.; Lanyi, A.; Bett, A.W.»Wachstumsbedingungen GaSb-basierender Materialien im Multi-wafer-Planetenreaktor«, Tagungs-heft 14. Workshop des DGKK-Arbeitskreises Epitaxie von III-VHalbleitern, Stuttgart, 8.-9.12.1999

Agert, C.; Lanyi, P.; Sulima, O.V.;Stolz. W.; Bett, A.W.»Growth of Antimony-BasedMaterials in a Multiwafer PlanetaryMOVPE-Reactor for PhotovoltaicApplications«, IEE Proceedings –Optoelectronics: Materials andDevices, Vol. 147, (3/2000), 188-192

Andreev, V.M.1; Bett, A.W.;Dimroth, F.; Hein, M.; Letay, G.;Rumyantsev, V.D.1; Shvarts, M.Z.1;Sulima, O.V.»Concentrator Array Based onGaAs Cells and Fresnel LensConcentrator«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1-5.5.2000, im Druck (1: Ioffe Physico-Technical Institute,St. Petersburg, Russia)



Wittwer, Chr.»Regelungssystementwicklung miteiner virtuellen Testumgebung aufBasis der SimulationsumgebungColSim«, 10. Symposium Ther-mische Solarenergie, OTTI-Tech-nologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000

Wittwer, V.»Nano- and Micro-structuredFunctional Surfaces«, the 4thSino-German Symposium of SolidState Physics, Tonyji-University,Shanghai, China, 22.-25.10.2000

Steinhüser, A.»Grundlagen zur Nutzung derSonnenenergie«, FachseminarPhotovoltaisch versorgte Geräteund Kleinsysteme, OTTI-Tech-nologie-Kolleg, Freiburg, 2.-3.2.2000

Steinhüser, A.»Aspekte zur Entwicklung von PV-Geräten«, Fachseminar Photo-voltaisch versorgte Geräte undKleinsysteme, OTTI-Technologie-Kolleg, Freiburg, 2.-3.2.2000

Steinhüser, A.»Kompakte PV-Hybridsysteme«,Fachseminar Photovoltaisch ver-sorgte Geräte und Kleinsysteme,OTTI-Technologie-Kolleg, Freiburg,2.-3.2.2000

Steinhüser, A»Computerunterstützte Auslegungund Simulation von PV-Kleinsystemen«, FachseminarPhotovoltaisch versorgte Geräteund Kleinsysteme, OTTI-Techn-ologie-Kolleg, Freiburg, 2.-3.2.2000

Steinhüser, A.»Auslegung von Photovoltaik-Anlagen«, Fachseminar Photo-voltaik-Anlagen, OTTI-Technologie-Kolleg, Freiburg, 23.-24.5.2000

Steinhüser, A.»Kompakte PV-Hybridsysteme«,Vortrag im Rahmen der Vorlesung»Photovoltaik-Systemtechnik«ander Universität Karlsruhe,Karlsruhe, 25.7.2000

Steinhüser, A.»Computerunterstützte Auslegungvon PV-Kleinsystemen«, Vortrag imRahmen der Vorlesung»Photovoltaik-Systemtechnik«ander Universität Karlsruhe,Karlsruhe, 25.7.2000

Willeke, G.»Solarzellen – Stand der Technikund Trends«, Universität Karlsruhe,Karlsruhe, 21.2.2000

Willeke, G.»Photovoltaik – Potenziale,Nachhaltigkeitschancen undKonflikte«, HGF-ExpertenWorkshop, München, 22.11.2000

Andreev, V.M.1; Rumyantsev, V.D.1;Shvarts, M.Z.1; Bett, A.W.;Dimroth, F.; Hein, M.; Letay, G.;Sulima, O.V.»All-Glass Terrestrial ConcentratorModules Based on CompositeFresnel Lenses and III-V SolarCells«, Proceedings 28th IEEEPhotovoltaic Specialist Conference,Anchorage, USA, 17.-22.9.2000,im Druck (1: Ioffe Physico-Technical Institute,St. Petersburg, Russia)

Bau, S.; Zimmermann, W.; Dicker,J.; Schumacher, J.»Großflächig rekristallisierte Si-Schichten für Kristalline-Dünn-schichtsolarzellen«, Tagungsband,Frühjahrstagung der DeutschenPhysikalischen Gesellschaft DPG,Dresden, 20.-24.3.2000, 321

Bendel, Ch.1; Landau, M.1; Roth,W.; Steinhüser, A.»Photovoltaische Produktionsent-wicklungen mit kleinen und mitt-leren Unternehmen (KMU)«,Tagungsband 15. SymposiumPhotovoltaische Solarenergie,OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein,15.-17.3.2000, 216-222 (1: Institut für SolareEnergieversorgungstechnik ISET,Kassel)

Bett, A.W.; Dimroth, F.; Meusel, M.; Schubert, U.;Adelhelm, R.»Development of Ga5.51In0.49P/GaAs Tandem Solar Cells on anIndustrial Size MOVPE Reactor«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Bett, A.W.; Dimroth, F.; Lange, G.;Meusel, M.; Beckert, R.; Hein, M.;Riesen, S.v.; Schubert, U.»30 % Monolithic TandemConcentrator Solar Cells forConcentrations Exceeding 1000Suns«, Proceedings 28th IEEEPhotovoltaic Specialist Conference,Anchorage, USA, 17.-22.9.2000,im Druck

Bett, A.W.»Tandem and Concentrator Cells«,Proceedings PVTEC Super-HighSolar Cell Efficiency ResearchCommittee Meeting, Tokyo, Japan,16.11.2000, im Druck

Bläsi, B.; Boerner, V.; Gombert, A.;Heinzel, A.; Kübler, V.; Wittwer, V. »Combined Functional Surface-Relief Structures for VariousApplications« Proceedings 10thInternational Colloquium onSurfaces, Chemnitz, 31.1.-2.2.2000, 222-229



Bläsi, B.; Lalanne, Ph.1; Rodier, J.-C.1; Gombert, A. »Surface Structures Produced by aNear-Field Process«, Proceedings6th International Conference onNear Field Optics, University ofTwente, the Netherlands, 27.-31.8.2000, 190 (1: CNRS, Orsay, France)

Boerner, V.; Bläsi, B.; Gombert, A.;Heinzel, A.; Kübler, V.; Popp, P.;Wittwer, V.»Large Area Surface-Relief Microstructures for Optical Applications«, Proceedings Micro Materials Conference»MicroMat2000«, Berlin, 17.-19.4.2000, im Druck

Boerner, V.; Bläsi, B.; Gombert, A.;Heinzel, A.; Kübler, V.; Popp, P.;Wittwer, V.;»Holographic Surface-ReliefMicrostructures for Large AreaApplications«, Proceedings, 1steuspen Topical Conference onFabrication and Metrology inNanotechnology, Copenhagen,Denmark, 28.-30.5.2000, 18-25

Bopp, G.; Bonneviot, H.1; Hankins, M.2; Paradzik, T.5; Preiser, K.; Nuh, D.3; Rouvière, B.4

»Datenbank von europäischenHerstellern und Distributorensowie Komponententests für SolarHome Systeme (SHS)«, Tagungs-band 15. Symposium Photo-voltaische Solarenergie, OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein, 15.-17.3.2000. 377-381 (1: IED, Paris, France) (2: ESD, Wiltshire, UnitedKingdom) (3: EETS, Cardiff, United Kingdom)(4: APEX, Laverune, France) (5: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Bopp, G.; Bonneviot, H.1; Hankins, M.2; Paradzik, T.3; Preiser, K.; Nuh, D.4; Rouvière, B.5

»Database of European Manu-facturers and Distributors andTests of Components for SolarHome Systems«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: IED, Paris, France) (2: ESD, Wiltshire, UnitedKingdom) (3: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg) (4: EETS, Cardiff, United Kingdom)(5: APEX, Laverune, France)

Bopp, G.; Gabler, H.; Hille, G.;Puls, H.-G.; Rehm, M.; Sauer, D.U.;Schulz. M.; Schweizer-Ries, P.»Qualitätssicherung von photovol-taischen Energieversorgungs-systemen«, Abschlussbericht fürdas BMBF Forschungsvorhaben0329596 (6/2000), Freiburg

Bopp, G.; Neufeld, R.; Senft, S.;Schulz, M.»Long-Term Operating Experiencewith Thirty Stand-Alone PVSystems«, Proceedings PV HybridPower Systems 2000 Conference,Aix-en-Provence, France, 7.-8.9.2000, im Druck

Bopp, G.; Puls, H.-G.; Sauer, D.U.»TALCO – a New Technical andLeast Cost Optimisation Tool«,Proceedings PV Hybrid PowerSystems 2000 Conference, Aix-en-Provence, France, 7.-8.9.2000, imDruck

Borchert, D.»Solarzellen – Technologien undWirkungsgrade«, Elektor(März/2000), 19

Bourdais, S.1; Reber, S.;Lautenschlager, H.; Hurrle, A.;Sloui, A.1

»Recrystallized Silicon Thin FilmSolar Cells on Mullite CeramicSubstrates«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: Laboratoire PHASE CNRS,Strasbourg, France)

Bourdais, S.1; Slaoui, A.1;Beaucarne, G.2; Poortmans, J.2;Reber, S.»Deposited Polycristalline SiliconLayers on Mullite Substrates forSolar Cells«, Proceedings 10thWorkshop on Crystalline SiliconSolar Cell Materials and Processes,Copper Mountain Resort, Co,USA, 13.-16.8.2000, 133-134 (1: Laboratoire PHASE CNRS,Strasbourg, France) (2: IMEC, Leuven, Belgium)

Brunold, S.1; Frei, B.1; Carlsson, K.2; Köhl, M.»Round Robin on Accelerated LifeTesting of Solar Absorber SurfaceDurability«, in: Solar EnergyMaterials and Solar Cells, Vol. 61,No. 3, 239-253 (1: Solar Energy Testing andResearching Group, ITR,Rapperswil, Switzerland) (2: Swedish National Testing andResearch Institute, Borås, Sweden)

Bühring, A.; Russ, Chr.»Lüftungskompaktgeräte: Ange-bot, Erfahrungen und Weiterent-wicklung«, Tagungsband 4. Passiv-haus-Tagung, Kassel, 10.-11.3.2000, 49-58

Bühring, A.; Russ, Chr.»Wärmeversorgung mit Lüftungs-Kompaktgeräten für Solar-Passivhäuser, Erfahrungen undWeiterentwicklung«, Tagungsband10. Symposium ThermischeSolarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000, 35-41

Bühring, A.»Lüftungs-Kompaktgeräte: Standder Weiterentwicklung undMessungen im Einsatz«, Band der20. Sitzung des Arbeitskreises»Kostengünstige Passivhäuser«,11.5.2000 Darmstadt, 53-66

Bühring, A.»Lüftungs-Kompaktgeräte:Angebot, Erfahrungen,Weiterentwicklung«, Tagungsbanddes Arbeitskreises »Kostengün-stige Passivhäuser«, Wuppertal,16.6.2000, 34-44

Bühring, A.;»Solar-Passivhäuser:Wärmeversorgung mit Lüftungs-Kompaktgeräten«, Tagungsband»Das ökologische Passivhaus«, St.Pälten, Austria, 16.-17.10.2000,im Druck

Bühring, A.»Feldtest von Lüftungs-Kompaktgeräten«, in: Heizung,Lüftung, Klimatechnik – HLK (10/2000), 10-15

Bühring, A.»Lüftungs-Kompaktgeräte:Erfahrungen und Weiterent-wicklung«, in: Seminar-Ordner v.Seminaren der Passivhaus-Dienstleistungs GmbH,23.11.2000 Ulm, und 7.12.2000Hamburg

Bühring, A.»Niedrige Heizkosten garantiert«in: Handelsblatt, 27.12.2000, 46

Carlsson, B.1; Möller, K.1; Frei, U.2;Brunold, S.2; Köhl, M.»Comparison between Predictedand Actually Observed In-ServiceDegradation of a NickelPigmented Anodized AluminiumAbsorber Coating for Solar DHWSystems«, in: Solar EnergyMaterials and Solar Cells, Vol. 61,No. 3, 223-238 (1: Swedisch National Testing andResearch Institute, Borås, Sweden)(2: Solar Energy Testing andResearch Group, ITR, Rapperswill,Switzerland)

Carlsson, B.1; Möller, K.1; Köhl, M.; Frei, U.2; Brunold, S.2

»Qualification Test Procedure forSolar Absorber SurfaceDurability«, in: Solar EnergyMaterials and Solar Cells, Vol. 61,No. 3, 225-275 (1: Swedish National Testing andResearch Institute, Borås, Sweden)(2: Solar Energy Testing andResearching Group, ITR,Rapperswil, Switzerland)

Carlsson, B.1; Möller, K.1; Frei, U.2;Köhl, M.»Accelerated Testing for LifeAssessment of Solar AbsorberSurfaces«, in: CEEES-Publication:Climatic and AtmosphericPollution Effects on Materials andEquipment (2/1999), 93-107 (1: Swedish National Testing andResearch Institute, Borås, Sweden)(2: Solar Energy Testing andResearching Group, ITR, Rappers-wil, Switzerland)

Dicker, J.; Schumacher, J.O.; Sölter, J.; Zimmermann, W.; Bau, S.; Warta, W.»Numerical Analysis of CrystallineSilicon Thin Film Solar Cells onPerforated SiO2 Barrier Layers«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Dicker, J.; Sölter, J.; Schumacher,J.O.; Glunz, S.W.; Warta, W.»Analysis of Rear Contacted SolarCell Structures for Cost-EffectiveProcesses and Materials«,Proceedings 28th IEEE PhotovoltaicSpecialist Conference, Anchorage,USA, 17.-22.9.2000, im Druck

Dimroth, F.; Lanyi, P.; Schubert, U.;Bett, A.W.»Wachstum von dicken, verspann-ten Ga1-xInxAs Schichten auf GaAsSubstrat für die Solarzellenan-wendung«, Tagungsheft 14.Workshop des DGKK-Arbeits-kreises Epitaxie von III-V Halb-leitern, Stuttgart, 8.-9.12.1999

Georg, A.; Graf, W.; Wittwer, V.»The Gasochromic Coloration ofSputtered WO3 Films with LowWater Content«, Proceedings 4thInternational Meeting on Electro-chromics IME4, Uppsala, Sweden,21.-23.8.2000, im Druck

Glaubitt, W. 1; Sporn, D.1;Hußmann, E.1; Gombert, A.;Wittwer, V.»High Transmission Float for SolarApplications«, in: Glastech. Ber.Glass Science Technology 73, No. 6 (2000), 193-195 (1: Fraunhofer-Institut fürSilicatforschung ISC, Würzburg)

Glunz, S.W.; Rein, S.; Knobloch, J.»Stable Czochralski Silicon SolarCells Using Gallium-Doped BaseMaterial«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Glunz, S.W.; Rein, S.; Warta, W.;Knobloch, J.; Wettling, W. »Degradation of Carrier Lifetimein CZ Silicon Solar Cells«, in: SolarEnergy Materials & Solar Cells,Vol. 65 (2000), 219-229

Glunz, S.W.»Neue Konzepte für Silicium-solarzellen«, Tagungsband 12. Internationales Sonnenforum,DGS und 11. JahrestagungForschungsverbund Sonnen-energie, FVS, Freiburg, 5.-7.7.2000, im Druck

Glunz, S.W.; Lee, J.Y.; Rein, S.»Strategies for Improving theEfficiency of CZ-Silicon SolarCells«, Proceedings 28th IEEEPhotovoltaic Specialist Conference,Anchorage, USA, 17.-22.9.2000,im Druck

Glunz, S.W.; Schaefer, S.; Preu, R.;Schneiderlöchner, E.; Pfleging, W.1; Lüdemann, R.;Willeke, G.»New Simplified Methods forProcessing the Rear ContactPattern of Perc High-EfficiencySolar Cells«, Proceedings 28thIEEE Photovoltaic SpecialistConference, Anchorage, USA, 17.-22.9.2000, im Druck (1: Forschungszentrum KarlsruheGmbH, Karlsruhe)

Goerdt, W.1; Platzer, W.J.»Solar Walls with VentilatedTransparent Insulation:Performance, Properties, Problemsand Prospects«, ProceedingsEuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Goetzberger, A.; Bühler, M.;Goller, M.1

»Ein statischer, diffuslicht-trans-mittierender Blend- und Sonnen-schutz«, Tagungsband 6. Sympo-sium Innovative Lichttechnik inGebäuden, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 27.-28.1.2000, 253-258 (1: Materialforschungzentrum FMF,Freiburg)

Goetzberger, A.»Solarthermie: Woher kommenwir, wohin gehen wir?«,Tagungsband, 10. SymposiumThermische Solarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,10.-12.5.2000, 424-434

Goetzberger, A.; Müller, M.;Goller, M.1

»A Self-Regulating Sun ProtectionSystem Using Concentrated SolarRadiation and ThermotropicCoating«, Proceedings EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM (1: Materialforschungzentrum FMF,Freiburg)

Goetzberger, A.; Hebling, Chr.»Photovoltaic Materials, Past,Present and Future«, in: SolarEnergy Materials and Solar Cells,Vol. 62 (2000), 1-19

Goller, M.1; Reise, Chr.»Über die Veränderlichkeit desTageslichtes«, Tagungsband 6.Symposium Innovative Lichttechnikin Gebäuden, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 27.-28.1.2000, 85-90 (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Gombert, A.»Future Steps Towards Large-AreaMicrostructured Surfaces«,Proceedings euspen InternationalSeminar on Precision Engineeringand Micro Technology, Aachen,19.-20.7.2000, 195-203

Gombert, A.»Surface Patterns to Serve aPurpose«, in: Materials World, Vol.8 (9/2000), 25-27

Gombert, A.; Bläsi, B.; Boerner, V.;Kübler, V.; Niggemann, M.»Holographic Microstructures forLarge-Area Applications«,Proceedings of MICRO.tec 2000,VDE World MicrotechnologiesCongress, 25.-27.10.2000, Expo2000, Hannover, 103-106

Graf, W.; Georg, A.; Wittwer, V.»Gasochrome Verglasungen alsÜberhitzungs- und Blendschutz«,in: Stahlbau (Mai/2000), 483-484


Fakten im Überblick Eversheim, W.1; Güthenke, G.1;Lüdemann, R.; Preu, R.;Schweitzer, G.1; Wettling, W.»Innovative ProductionTechnologies for Solar Cells – SOLPRO«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: Fraunhofer-Institut fürProduktionstechnologie IPT,Aachen)

Eyer, A.; Haas, F.; Kieliba, T.;Oßwald, D.; Reber, S.;Zimmermann, W.; Warta, W.»Chrystalline Silicon Thin Film(CSITF) Solar Cells on SSP and onCeramic Substrates«, in: JournalCrystal Growth, 12th AmericanConference on Crystal Growthand Epitaxy, ACCGE-12, Vail, CO,USA, 13.-18.08.2000, 83

Feddeck, P.1; Roth, W.; Bendel, Ch.2

»Geräte mit integrierter Solar-stromversorgung«, BINE-Informa-tionsdienst, Projektinfo (4/00),Broschüre (1: BINE FachinformationszentrumKarlsruhe, Bonn) (2: Institut für Solare Energiever-sorgungstechnik ISET, Kassel)

Ferber, J.2; Kern, R.2; Sastrawan, R.2; Schill, C.2;Schubert, M.2; Hinsch, A.1; Kroon, J.1; Späth, M.1;Roosmalen, J.A.M. van1; Meyer, A.3; Meyer, T.3; Niepmann, R.4;Holzbock, J.4;Uhlendorf, I.4

»Long-Term Stability od Dye-Sensitized Solar Cells for LargeArea Power Applications«,Proceedings IPS-2000, Snowmass/Aspen, CO, USA, 30.7.-4.8.2000(1: Netherlands Energy ResearchFoundation ECN, Petten, theNetherlands) (2: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg) (3: Solaronix SA, Aubonne,Switzerland) (4: Institut für Angewandte Photo-voltaik INAP, Gelsenkirchen)

Ferber, J.1; Aschaber, J.; Hebling, Chr.; Heinzel A.; Wiehle, R.; Zenker, M.; Luther, J.»Microstructured TungstenSurfaces as Selective Emitters inThermophotovoltaic Systems«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1:Materialforschungszentrum FMF,Freiburg)

Dimroth, F.; Lanyi, P.; Schubert, U.;Bett, A.W.»Optimierung der Abscheidungs-homogenität von Ga0.51In0.49P undGaAs auf einer AIX 2600-G3MOVPE Anlage«, Tagungsheft 14.Workshop des DGKK-Arbeits-kreises Epitaxie von III-V Halb-leitern, Stuttgart, 8.-9.12.1999

Dimroth, F.; Lanyi, P.; Meusel, M.;Schubert, U.; Bett, A.W.»New Lattice MismatchedGaInP/GaInAs Tandem Solar CellConcepts for High EfficiencySpace- and TerrestrialConcentrator Solar Cells«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Dimroth, F.; Bett, A.W.; Walters, R.J.1; Summers, G.P.1;Messenger, S.R.2; Takamoto, T.3;Ikeda, E.3; Imaizumi, M.4; Anzawa, O.4; Matsuda, S.4

»Radiation Response of Dual-Junction GayIn1-yP/Ga1-xInxAs SolarCells«, Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: U.S. Naval Research Lab.,Washington, DC, USA) (2: SFA, Largo, MD, USA) (3: Japan Energy Corp., Saitama,Japan) (4: National Space DevelopmentAgency of Japan, Ibaraki, Japan)

Dimroth, F.; Sulima, O.V.; Bett, A.W.»Recent Progress in theDevelopment of III-V Solar andThermophotovoltaic Cells«, in:Compound Semiconductor 6 (6),(August/2000), 1-4

Emery, K.1; Moriarty, T.1; Kurtz,S.1; Meusel, M.; Beckert, R.;Dimroth, F.; Bett, A.W.; Warta, W.»Procedures for EvaluatingMultijunction Concentrators«,28th IEEE Photovoltaic SpecialistConference, Anchorage, USA, 17.-22.9.2000, im Druck (1: National Renewable EnergyLaboratory, Golden, CO, USA)


Fakten im ÜberblickHaller, A.1; Humm, O.2; Voss, K.»Renovieren mit der Sonne«, 1. Aufl. 2000, ISBN: 3-922964-81-8 (1: Ernst Schweizer AG, Hedingen,Switzerland) (2: selbst. Journalist, Zurich,Switzerland)

Hauch, A.1; Georg, A.; Orel, B.2;Opra Krasovec, U.2

»New PhotoelectrochromicDevice«, Proceedings 4thInternational Meeting onElectrochromics IME4, Uppsala,Sweden, 21.-23.08.2000, imDruck (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg) (2: National Institute of Chemistry,Ljubljana, Slovenia)

Hebling, Chr.»Principles of Fuel Cells andPortable PEFC-Systems«,Tagungsmappe (SZ) CeBit, Messeund Ausstellung, Hannover,24.2.–1.3.2000

Hebling, Chr.; Müller, M1.; Müller, C.1

»Fuel Cell Using Micro-StructuredFlow Fields«, 4th Int. Conferenceon Microreaction Technology,Atlanta, USA, 5.-9.3.2000 (1: Institut für MikrosystemtechnikIMTEK, Freiburg)

Hebling, Chr.; Ferber, J.1

»Solar Cells and Fuel Cells asDevice Integrated Power Source«,Batteries 2000, Paris, France, 28.-30.3.2000 (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Hebling, Chr.»Fuell Cells with Micro-StructuredFlow Field for Portable ElectronicDevices«, Proceedings ConferenceSmall Fuel Cells and BatteryTechnology for Use in PortableApplications, The KnowledgeFoundation, New Orleans, USA,26.-28.4.2000

Hebling, Chr.; Müller, M.1; Heinzel, A.»PEM-Fuel Cell with a Micro-Structured Flow Field«, Tagungs-band HYFORUM 2000, München,11.-15.9.2000, 245-253 (1: Institut für MikrosystemtechnikIMTEK, Freiburg)

Hebling, Chr.; Heinzel, A.; Müller, M.1; Müller, C.1; Tüber, K.;Schmitz, A.»Fuel Cells for Low PowerApplications: Construction,Simulation and Measurement«,Tagungsband HYFORUM 2000,Bd. 2, München, 11.-15.9.2000,245 (1: Institut für MikrosystemtechnikIMTEK, Freiburg)

Hebling, Chr.; Heinzel, A.; Müller, M.1; Tüber, K.; Schmitz, A.»Fuel Cells for the Low PowerRange – the Banded StructureMembrane and the Micro-Structured Flowfield«, ProceedingsSeminar on Fuel Cells 2000,Portland, USA, 30.10.-2.11.2000,134-137 (1: Institut für MikrosystemtechnikIMTEK, Freiburg)

Hebling, Chr.; Heinzel, A.; Zedda, M.»Die portable Brennstoffzelle«,Kongressband Kongress »EnergieInnovativ 2000« Nürnberg 29.-30.11.2000, im Druck

Heinzel, A.; Boerner, V.; Gombert, A.; Bläsi, A.; Wittwer, V.;Luther, J., »Radiation Filters and Emitters forthe NIR Based on PeriodicallyStructured Metal Surfaces«, in:Journal of Modern Optics, Vol. 47,(13/2000), 2399-2419

Heinzel, A.; Rau, A.»Prospects for Fuel Cells in aEuropean Research Area«,Broschüre: Energy Storage byReversible Electrolyser/ Fuel CellSystems, Brussels, Belgium, 29.-30.5.2000

Heinzel, A.; Hebling, Chr.; Müller, M.1; Zedda, M.; Müller, C.1

»Fuell Cells for Low PowerApplications«, 7. Ulmer Elektro-chemischer Tag, Ulm, 26.-27.6.2000, in: Journal ofPower Sources, im Druck(1: Institut für MikroenergietechnikIMTEK, Freiburg)

Heinzel, A.; Vogel, B.1; Hübner, P.»Reforming of Natural Gas –Hydrogen Generation for SmallScale Stationary Fuell CellSystems«, 7. Ulmer Elektroche-mische Tage, Ulm, 26.-27.6.2000,in: Journal of Power Sources, imDruck(1: DaimlerChrysler AG, Ulm)

Heinzel, A.; Hebling, C.; Zedda, M.»Kleinst-Brennstoffzellen für por-table Anwendungen«,Symposiumsband Brennstoffzelle –effiziente Energietechnik derZukunft, Friedrichshafen, 20.-21.7.2000, 147-155

Heinzel, A.; Vogel, B.1; Kikulies,M.2; Haist, A.; Hübner, P.»Hydrogen Generation by SmallScale Reformers – the Activities ofFraunhofer ISE«, TagungsbandHYFORUM 2000, Bd. 2, München,11.-15.9.2000, 255 (1: DaimlerChrysler AG, Ulm) (2: Howaldswerke-Deutsche WerftAG, Kiel)

Henning, H.M.; Hindenburg, C.»Dessicant Cooling inCombination with Solar Energy –Technology and Pilot Plant withSolar Energy as Heat Source«,Proceedings EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM

Hensen, J.1; Herkel, S.; Janak, M.2;Kelly, N.2; Wilson, H.R.3

»Simulation for Design: Com-paring Two Low-Energy CoolingStrategies for an Atrium«,International Building PhysicsConference, Eindhoven, theNetherlands, 18.-21.9.2000 (1: Eindhoven University of Tech-nology, Eindhoven, theNetherlands) (2: University of Strathclyde,Glasgow, Scotland) (3: Interpane E&BmbH,Lauenförde)

Hermann, M.; Koschikowski, J.; Rommel, M.»Corrosion-Free Solar Collectorsfor Thermally Driven SeawaterDesalination«, ProceedingsEuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM

Hindenburg, C.»Solare Kühlungssysteme«,Fachhochschulstudiengänge FH-Pinkafeld, Austria, Bd. 5, 139-156

Hoffmann, V.U.»Vorhaben Sonne in der Schule –Bericht für das Jahr 1999«,Broschüre

Hoffmann, V.U.; Kiefer, K.;Armbruster, A.»SONNEonline – WissenschaftlicheAuswertung für das Jahr 1999«,Broschüre und Internet: www.son-neonline.de

Hoffmann, V.U.»Sonne in der Schule – das PV-Schulprojekt desBundesministerium für Wirtschaftund Technologie«, 15. SymposiumPhotovoltaische Solarenergie,OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein,15.-17.3.2000, 519-524

Heinzel, A.»Neue Verfahren zur Energie-wandlung und -speicherung«,Tagungsmonographie, Tagung derGesellschaft Deutscher Chemikere.V., Fachgruppe AngewandteElektrochemie, Ulm, 27.-29.9.2000, im Druck

Heinzel, A.; Hebling, Chr.; Zedda, M.»Portable Brennstoffzellen – einÜberblick über die aktuellenEntwicklungen«, TagungsbandBrennstoffzellen, OTTI-Tech-nologie-Kolleg, Würzburg, 17.-18.10.2000, 255-268

Heinzel, A.»Brennstoffbereitstellung – Standder Technik, Praxiserfahrungen,Entwicklungen«, Tagungsmappeohne Seitenzahlen, TechnischeAkademie Wuppertal, 7.11.2000

Heinzel, A.; Friedrich, K.1; Hacker,V.1; Fuchs, H.1; Fankhauser, R.1;Beckmann, G.2; Simon, O.2; Roes, R.3; Wolters, R.3; Mayer, M.4

»Biomasse-Vergasung für Brenn-stoffzellen« Schriftenreihe derForschung im Verbund, Bd. 59,keine Seitenzahlen (1: Technische Universität Graz,Graz, Austria) (2: Verbund, Vienna, Austria) (3: Universität Duisburg, Duisburg)(4: Preussag AG, Hannover)

Henning, H.M.»Sorptionsgestützte Klimatisierung(DEC) im Verbund mit Solarenergie– Systemtechnik und ausgeführtesBeispiel«, Tagungsband BUILDING-PERFORMANCE, InternationalerKongress für Licht und Technik,Klimatechnik und Gebäudeauto-mation, Frankfurt a/M., 20.-22.3.2000

Henning, H.M.; Franzke, U.; Lamp, P.»Solare Gebäudeklimatisierung –Ziele, Inhalte und erste Ergebnisseder neuen Task 25 der Interna-tionalen Energie Agentur (IEA)«,Tagungsband 10. SymposiumThermische Solarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,10.-12.5.2000, 168-172 (1: Institut für Luft- und Kälte-technik ILK, Dresden) (2: Bayrisches Zentrum für Ange-wandte Energieforschung ZAE,Würzburg)

Henning, H.M.; Schossig, P.»The Effect of Phase ChangeMaterials Integrated in Con-struction Materials«, EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM

Kieliba, T.; Reber, S.»Orientierte Kristallisation aufamorphen Substraten für kristalli-ne Silizium-Dünnschichtsolar-zellen«, Tagungsband, Frühjahrs-tagung der Deutschen Physika-lischen Gesellschaft DPG, Dresden,20.-24.3.2000, 321

Kieliba, T.; Reber, S.»Enhanced Zone-MeltingRecrystallization for CrystallineSilicon Thin-Film Solar Cells«, 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference, Glasgow,United Kingdom, 1.-5.5.2000, imDruck

Köhl, M.; Carlsson, B.1; Möller, K.1; Frei, U.2; Brunold, S.2

»Accelerated Life Testing of SolarAbsorber Coatings: TestingProcedure and Results«, in: SolarEnergy, Vol. 68 (4/2000), 313-323(1: Swedisch National Testing andResearch Institute, Borås, Sweden)(2: Solar Energy Testing andResearching Group, ITR,Rapperswill, Switzerland)

Köhl, M.; Heck, M.; Frei1, U.; Arntzen, M.2; Morales, A.3;Orel, B.4; Kaluza, L.4; Versluis, R.5

»Solar Absorber Coatings forUnglazed Façades«, ProceedingsEuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: ITR, Rapperswil, Switzerland) (2: Interpane E&B, Lauenförde) (3: CIEMAT-FER, Madrid, Spain) (4: National Institut of Chemistry,Ljubljana, Slovenia) (5: TNO, Delft, the Netherlands)

Köhl, M.; Heck, M.; Möller, K.1; Carlsson, B.1; Brunold, S.2;Frei, U.2; Holck, O.3; Svendsen, S.3; Oversloot, H.4;Jorgensen, G.5

»Materials in Solar ThermalCollectors«, Proceedings EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM (1: Swedish National Testing andResearch Institute, Borås, Sweden)(2: Solar Energy Testing andResearching Group, ITR,Rapperswil, Switzerland) (3: Technikal University ofDenmark, Lyngby, Denmark) (4: TNO, Delft, the Netherlands) (5: National Renewable EnergyLab., NREL, Golden, CO, USA)

Köhl, M.»Was leisten die Schichten?Physikalische Grundlagen, Aufbau,Qualitätskontrolle, Entwicklungs-tendenzen«, in: Sanitär- undHeizungstechnik (10/2000), 94-403

Krempel-Hesse, J.1; Preu, R.;Lautenschlager, H.; Lüdemann, R.»Sputtering – a Key Technologyfor Thin Film Coatings inCrystalline Silicon Solar CellProduction«, Proceedings 43rdAnnual Conference, Society ofVacuum Coating; Denver, Co.,USA, 15.-20.4.2000, 97 (1 – Leybold Systems GmbH,Hanau)

Krempel-Hesse, J.1; Preu, R.;Lautenschlager, H.; Lüdemann, R.»Sputtering – a Key Technologyfor Thin Film Coatings inCrystalline Silicon Solar CellProduction«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1 – Leybold Systems GmbH,Hanau)

Kuckelhorn, T.; Goetzberger, A.;Herzog, T.«CPC-Strukturen zur Tageslicht-nutzung«, Tagungsband 6. Sym-posium Innovative Lichttechnik inGebäuden, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 27.-28.1.2000, 28-30

Kuhmann, J.; Roth, W.; Sauer,D.U.; Steinhüser, A.; Volck, G.»Lithium-Ionen-Akkus für PV-Geräte der Zukunft?«,Tagungsband 15. SymposiumPhotovoltaische Solarenergie,OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein,15.-17.3.2000, 372-376

Kuhmann, J.; Roth, W.; Sauer,D.U.; Steinhüser, A.; Volck, G.»Lithium-Ionen-Akkus für Photo-voltaik-Geräte der Zukunft?«,Tagungsband D&E Entwickler-forum Batterien, Ladekonzepte &Stromversorgungsdesign,München, 23.3.2000, 403-412

Kuhmann, J.; Roth, W.; Sauer,D.U.; Steinhüser, A.; Volck, G.»Lithium-Ionen-Akkus fürPhotovoltaik-Geräte derZukunft?«, in: Erneubare Energien,(8/2000), 34-37

Kuhn, T.; Dill, F.U.; Helde, A.;Bühler, Ch.; Wienold, J.; Herkel,S.; Platzer, W.»Sonnenlichtschutzbewertung«,in: Sonnenschutz III: Tageslicht-technik und Sonnenschutz –Sonnenschutztechnik undSonnenenergie, 2000, 256-257



Hoffmann, V.U.; Kiefer, K.; Erge, Th.»Netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen – welche Erträge sindmöglich?«, Tagungsband GleisdorfSolar 2000, Gleisdorf, Austria, 6.-7.9.2000, 335-343

Hoffmann, V.U.»Marktentwicklung der netzge-koppelten PV in Deutschland:Erfahrungen und Auswirkungenaus dem 100.000-Dächer-Programm und dem ErneuerbareEnergien Gesetz«, TagungsbandNationale Photovoltaiktagung,Neuchatel, Switzerland 7.-8.11.2000, 77-85

Hube, W.; Wittwer, Chr.»Entwicklung von neuartigenRegelungskonzepten mit Hilfe derSimulationsumgebung ColSim undderen Validierung im Feldtest«,10. Symposium Thermische Solar-energie, OTTI-Technologie-Kolleg,Staffelstein, 10.-12.5.2000, 288-292

Hube, W.; Wittwer, Chr.»Experimentelle Untersuchung vonneuartigen Regelungskonzeptenfür aktive thermische Systeme aneinem Mehrfamilienhaus«,Tagungsband 12. InternationalesSonnenforum, DGS, Freiburg, und11. Jahrestagung Forschungs-verbund Sonnenenergie, FVS,Freiburg, 5.-7.7.2000, 34-35

Huljic, D.M.»Schnelle Sinterprozesse für Sieb-druckkontakte auf kristallinenSiliciumsolarzellen«, Frühjahrs-tagung der Deutschen Physikali-schen Gesellschaft DPG, Dresden,20.-24.3.2000, 231

Huljic, S.; Schäfer, S.; Biro, D.;Emanuel, G.; Lüdemann, R.»Screen Printed InterdigitatedFront Side Metallisation for c-SiThin Film Solar Cells – ThreeIndustrially Applicable Concepts«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Huljic, D.; Biro, D.; Preu, R.; Craff-Castillo, C.; Lüdemann, R.»Rapid Thermal Firing of ScreenPrinted Contacts for Large AreaCrystalline Silicon Solar Cells«,Proceedings 28th IEEE PhotovoltaicSpecialist Conference, Anchorage,USA, 17.-22.9.2000, im Druck

Hutley, M.1; Gombert, A.»Moth-Eyes: the Tortuous Pathfrom a Glint in the Eye to aCommercial Reality«, in: PhotonicScience News, Vol. 6, Iss. 1/2(2000), 35-39 (1: Floating Images Inc., Hampton,United Kingdom)

Isenberg, J.1; Reber, S.; Aschaber, J.; Warta, W.»Silicon Dioxide and Silicon Nitrideas Diffusion Barrier for TransitionMetals in Solar Cell Applications«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Kallwellis, V.; Rommel, M.; Bundy, S.; Wittwer, Chr.»Wärmedämmverbundssystemintegrierter Fassadenkollektor zurBrauchwasservorwärmung ineinem Mehrfamilienhaus«,Tagungsband 10. SymposiumThermische Solarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,10.-12.5.2000, 87-91

Kiefer, K.»Ertragsprognose: ein Verfahrenmit vielen Unbekannten«, in:Sonne, Wind & Wärme, (2/2000),40-41

Kiefer, K.; Hoffmann, V.; Erge, T.»Gesicherte Stromerträge vonnetzgekoppelten Photovoltaik-Anlagen«, Tagungsband 15.Symposium PhotovoltaischeSolarenergie, OTTI-Energie-Kolleg,Staffelstein, 15.-17.3.2000, 46-54

Kiefer, K.; Hoffmann, V.U.; Reise, Chr.»Leistungen und Erträge von netz-gekoppelten Photovoltaikan-lagen«, Tagungsband VDI Work-shop, Technische Regeln zurPhotovoltaik, Düsseldorf,4.4.2000, 25-36

Kiefer, K.»Umwelttarif der RWE Energie«,Monitoring Bericht 1999, Freiburg,(5/2000), Broschüre

Kiefer, K.»Messergebnisse von Anlagen ausdem Umwelttarif der RWEEnergie«, (5/2000) Broschüre



Lüdemann, R.; Damiani, B.M.;Rohatgi, A.»Novel Processing of Solar Cellswith Porous Silicon Emitter«Proceedings 28th IEEE PhotovoltaicSpecialist Conference, Anchorage,USA, 17.-22.9.2000, im Druck

Lustig, K.; Rommel, M.;Stankowski, D.; Hausner, R.1; Fink, Chr. 1

»Experimentelle Untersuchungenzum Stillstandverhalten solarther-mischer Anlagen«, Tagungsband10. Symposium ThermischeSolarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000, 445-454 (1: Arbeitsgemeinschaft Erneuer-bare Energien, Gleisdorf, Austria)

Lustig, K.; Rommel, M.;Stankowski, D.»Experimental Research ofStagnation in Solar ThermalSystems«, Proceedings EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM

Lustig, K.; Rommel, M.;Stankowski, D.»Experimentelle Untersuchungenzum Stillstandverhalten vonVakuum-Röhrenkollektoren«,Tagungsband Materialien undKomponenten in Solaranlagen,Salzburg 24.11.2000, im Druck

Luther, J.; Jochem, E.»Erneubare Energien – ein realisti-scher Beitrag zur nachhaltigenEntwicklung«, Fraunhofer Gesell-schaft FhG Jahresbericht 1999,München, 32-40

Luther, J.»Das Haus der Zukunft«, Bandzum Symposium Techniken für dasLeben im 21. Jh., 20.9.1999(7/2000), 44-66

Luther, J.»Zum zukünftigen Beitrag derSolarenergie zur Stromversor-gung«, in: Zur Ökonomie undÖkologie künftiger Stromver-sorgung, Bayerische Akademie derWissenschaften (Hrsg.), 2000,ISBN 3-9131516-72-5

Mauk, M.G.1; Shellenbarger, Z.A.1;Cox, J.A.1; Sulima, O.V.; Bett, A.W.; Mueller, R.L.2; Sims, P.E.1; McNeely, J.B.1;DiNetta, L.C.1

»Liquid-phase Epitaxy of Low-Bandgap III-V Antimonides forThermophotovoltaic Devices«, in:Journal of Crystal Growth 211(2000), 189-193 (1: AstroPower, Newark, DE, USA)(2: Jet Propulsion Lab., Pasadena,CA, USA)

Kuhn, T.; Platzer, W.; Eder, K.1;Sack, N.1; Beck, A.2; Hauck, M.2;Haug, I.2; Wirth, H.3; Simon, R.4;Kasper, F.J.5

»Entwicklung einer Referenzme-thode zur kalorimetrischen Be-stimmung des Gesamtenergie-durchlassgrades von transparentenund transluzenten Systemen –Vorstellung des „REGES“ Pro-jekts«, 6. Symposium InnovativeLichttechnik in Gebäuden, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,27.-28.1.2000, 103-108 (1: Institut für Fenstertechnik e.V.,Rosental) (2: Bayerisches Zentrum für An-gewandte Energieforschung ZAEe.V., Würzburg) (3: OKALUX Kapillarglas GmbH,Marktheidenfeld-Altfeld) (4: WAREMA Renkhoff GmbH,Marktheidenfeld-Altfeld) (5: Grünzweig + Hartmann AG,Ladenburg)

Kuhn, T.; Bühler, Ch.; Platzer, W.;Wienold, J.»Evaluation and Characterisationof Sun-Shading Systems«,Proceedings EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000 CD-ROM

Kuhn, T.; Platzer, W.»Evaluation of OverheatingProtection with Sun-ShadingSystems«, Proceedings EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM

Kuhn, T.; Goerdt, W.1; Wienold, J.; Platzer, W.»Complete Characterisation ofComplex Glazings and ShadingDevices. Bridging the Gap bet-ween Laboratory and User-Relevant Performance Criteria«,Proceedings EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Laukamp, H.; Bopp, G.; Erge, T.;Schätzle, R.; Schattner, S.»Electromagnetic Pollution fromPV Systems?« ProceedingsEuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM

Laukamp, H.»Sonne satt! Strom satt?«, in:Fassadentechnik, 7/2000, 10-14

Meusel, M.; Adelhelm, R.;Dimroth, F.; Bett, A.W.; Wettling, W.»Charakterisierung von monolithi-schen Kaskadensolarzellen«,Tagungsband, DeutschePhysikalische Gesellschaft DPG,Regensburg, 27.-31.3.2000, 555

Mittelbach, W.; Núñez, T.;Luginsland, F.; Henning, H.-M.»Solid Sorption Thermal EnergyStorage for Solar HeatingSystems«, Proceedings 8thInternational Conference onThermal Energy Storage, Terra-stock 2000, Stuttgart, 28.8.-1.9.2000, Vol. 1, 415-420

Müller, M.; Sauer, D.U.; Puls, H.-G.; Bopp, G,»Cost Optimisation of Wind-PV-Diesel Hybrid Systems«,Proceedings European Conferenceon Wind Power for the 21stCentury, Kassel, 25.-27.9.2000, 4

Nitz, P.1; Wilson, H.R.2; Raicu, A.3;Platzer, W.J.; Jahns, E.4; Wittwer, V.»Thermotrope Prototyp-Systemeim Test«, Tagungsband 12.Internationales Sonnenforum, 5.-7.7.2000, Freiburg, 106-107 (1: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg) (2: Interpane E&BmbH, Lauen-förde) (3: Sto AG, Stühlingen) (4: BASF AG, Ludwigshafen)

Noël, S.1; Lautenschlager, H.;Muller, J.C.1

»Rapid Thermal Processing forHigh Efficiency Silicon Solar Cells«,in: Semiconductors Science &Technology, 12 (2000), 322-324,(1: Laboratoire PHASE, CNRS,Strasbourg, France)

Parodi, O.»Balde de Leyes: the Electrificationof a Remote Village in Argentina«,Proceedings ISES Utility Initiativefor Africa – Rural Electrification inAfrica, Midrand, South Africa, 17.-18.4.2000

Parodi, O.; Preiser, K.; Schweizer-Ries, P.»Clean Water with Clean Energy –A Huge Market, but not yetExplored« Proceedings Seminar onRural Energy Provision, Nairobi,Kenia, 9.-10.11.2000, im Druck

Parodi, O.; Preiser, K.; Schweizer-Ries, P.»Clean Water with Clean Energy -A Huge Market for PV – but notyet Explored«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Peters, S.»Herstellung kristalliner Silicium-Solarzellen mittels Rapid ThermalProcessing«, Tagungsband Früh-jahrstagung der DeutschenPhysikalischen Gesellschaft DPG,Dresden, 20.-24.3.2000, 321

Peters, S.; Lautenschlager, H.;Warta, W.; Schindler, R.»RTP-Processed 17.5 % EfficientSilicon Solar Cells Featuring aRecord Small Thermal Budget«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Peters. S.; Schindler, R.; Höfs,H.U.1

»RTP Solar Cells from RapidSolidified RGS Material«,Proceedings 28th IEEE PhotovoltaicSpecialist Conference, Anchorage,USA, 17.-22.9.2000, im Druck (1: Bayer AG, Krefeld)

Platzer, W.»The ALTSET Project: AngularProperties of Complex GlazingsThrough Solar Calorimetry«,Proceedings EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM

Preiser, K.; Kuhmann, J.; Paradzik, T.1

»Establishment of TestLaboratories in DevelopingCountries – A Way to Ensure ofPV-Systems and to Support MarketDevelopment«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Preiser, K.; Schweizer-Ries, P.;Parodi, O.»Ländliche Elektrifizierung mitdem sozio-technischen Ansatz«,in: EnergiewirtschaftlicheTagesfragen et (7/2000), 524-529

Preiser, K.; Reiche, K.1

»Marktentwiklung für Photo-voltaik-Systeme zur ländlichenElektrifizierung«, Tagungsband 15.Symposium PhotovoltaischeSolarenergie, OTTI-Energie-Kolleg,Staffelstein, 15.-17.3.2000, 263-271 (1: The World Bank, WashingtonD.C., USA)

Reber, S.; Kieliba, T.»Enhanced Zone MeltingRecrystallization for CrystallineSilicon Thin-Film Solar Cells«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Reber, S.; Stollwerk, G.1; Osswald, D.2; Kieliba, T.; Haessler, C.2

»Crystalline Silicon Thin-Film SolarCells on Silicon Nitride Ceramics«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck, (1: Bayer AG, Krefeld) (2: Freiburger Materialforschungs-zentrum FMF, Freiburg)

Reber, S.; Zimmermann, W.;Kieliba, T.»Zone Melting Recrystallization ofSilicon Films for Crystalline-SiliconThin-Film Solar Cells«, Proceedings11th PVSEC, Sapporo, Japan, 20.-24.9.1999, in: Solar EnergyMaterials and Solar Cells 65(2001) 409-416

Reber, S.; Eyer, A.»Hochtemperatur-Prozessierungfür kristalline Silicium-Dünn-schichtsolarzellen«, Tagungsband12. Internationales Sonnenforum,DGS und 11. Jahrestagung For-schungsverbund Sonnenenergie,FVS, Freiburg, 5.-7.7.2000, imDruck

Reber, S.; Eyer, A.; Osswald, D.;Lutz, C.1; Roosen, A.1; Pohlmann, H.-J.2

»Simultaneous Infiltration andRecrysallization of SiSiC Ceramicsfor Crystalline Silicon Thin-FilmSolar Cells«, Proceedings 28thIEEE Photovoltaic SpecialistConference, Anchorage, USA, 17.-22.9.2000, im Druck (1: Universität Erlangen-Nürnberg,Erlangen) (2: TeCe Technical CeramicsGmbH, Selb)

Reber, S.; Lutz, C.1; Faller, F.R.2;Pohlmann, H.-J.3; Eyer, A.;Osswald, D.; Roosen, A.1

»The Sir Process for CrystallineSilicon Thin-Film Solar Cells«,Proceedings 28th IEEE PhotovoltaicSpecialist Conference, Anchorage,USA, 17.-22.9.2000, im Druck (1: Universität Erlangen-Nürnberg,Erlangen) (2: Shell Solar, Hamburg) (3: TeCe GmbH, Selb)

Preiser, K.; Steinhüser, A.; Hille,G.1; Roth, W.»Photovoltaic Hybrid Power Supplyfor Telecommunication Systems«,Proceedings PV-Hybrid PowerSystems 2000 Conference, Aix-en-Provence, France, 7.-8.9.2000, imDruck (1: Freier Consultant, Freiburg)

Preu, R.; Glunz, S.W.; Steinbühl, S.1; Pfleging, W.1; Wettling, W.»Laser Ablation – A New Low-Cost Approach for Passivated RearContact Formation in CrystallineSilicon Solar Cell Technology«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1-5.5.2000, im Druck (1: Forschungszentrum KarlsruheGmbH, Karlsruhe)

Raicu, A.1; Wilson, H.R.2; Nitz. P.4;Jahns3, E.; Platzer, W.; Wittwer, V.»Thermotropic Systems – RecentResults on ComponentCharacterisation and BuildingIntegration«, EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: Sto AG, Stühlingen) (2: Interpane E&BmbH, Lauen-förde) (3: BASF AG, Ludwigshafen) (4: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Raicu, A.1; Wilson, H.R.2, Nitz, P.3;Tahus, E.4

»Überhitzungsschutz durch ther-motrop schaltbare Elemente ander Fassade – Stand der For-schung«, in: Stahlbau (6/2000),485-489 (1: Sto AG, Stühlingen) (2: Interpane E&B mbH,Lauenförde) (3: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Rampe, T.; Hübner, P.; Vogel, B.;Heinzel, A.»Hydrogen Generation fromEthanol by AllothermalReforming«, Proceedings 1stWorld Conference andExhibitionon Biomass for Energy &Industry, Sevilla, Spain, 5.-9.6.2000, im Druck

Rein, S.; Rehrl, T.; Glunz, S.W.»Degradation derLadungsträgerlebensdauer inSolarzellen aus Czochralski-Silizium«, Tagungsband, DPG-Frühjahrstagung, Regensburg, 27.-31.3.2000, 524

Rein, S.; Isenberg, J.; Warta, W.;Glunz, S.W.»Lifetime Spectroscopy on Siliconfor Solar Cells«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Rein, S.; Knobloch, J.; Glunz, S.W.;»Analysis of the High TemperaturImprovement of Cz-Silicon«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Rein, S.; Glunz, S.W.; Warta. W.»Investigation of the CarrierLifetime in P-Type SC-Si: SpecificLimitations and Potential forImprovement« Proceedings 28thIEEE Photovoltaic SpecialistConference, Anchorage, USA, 17.-22.9.2000, im Druck

Reinhart, Chr.1; Herkel, S.»RADIANCE – Jahressimulationdes Tageslichtangebotes inGebäuden: Ein Raytracer - vieleErgebnisse«, Tagungsband 6.Symposium Innovative Lichttechnikin Gebäuden, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 27.-28.1.2000, 189-194 (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Reinhart, Chr.1; Voss, K.; Wagner,A.; Löhnert, G.»Lean Buildings: Energy EfficientCommercial Buildings inGermany«, ProceedingsConference of the ACEEE SummerStudy on Energy Efficiency inBuildings, Pacific Grove, CA, USA,20.-25.8.2000, 287-298 (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Reinhart, Chr.1

»Exemplary Energy EfficientCommercial Buildings inGermany«, Proceedings of ExpertGroup Meeting on DisseminatingRenewable Energy Technologies inESCWA Member States, Beirut, 2.-3.10.2000, Seiten 1-12 (1: PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Reise, Chr.; Wiemken, E.;Toggweiler, P.1; Dijk, van V.2;Heinemann, D.3

»PVSAT: SatellitengestützteErtragskontrolle für netzgekoppel-te PV-Anlagen«, 15. SymposiumPhotovoltaische Solarenergie,OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein,15.-17.3.2000, 335-340 (1: Enecolo AG, Lindhof,Switzerland) (2: Utrecht University, Utrecht, theNetherlands) (3: Universität Oldenburg,Oldenburg)

Reise, Chr.; Wiemken, E.;Toggweiler, P.1; van Dijk, V.2;Heinemann, D.3; Beyer, H.J.4

»Remote Performance Check forGrid-Connected PV Systems UsingSatellite Data«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1-5.5.2000, im Druck (1: Enecolo AG, Lindhof,Switzerland) (2: Utrecht University, Utrecht, theNetherlands) (3: Universität Oldenburg,Oldenburg) (4: Universität Magdeburg,Magdeburg)

Riechel, S.1; Kallinger, C.1;Lemmer, U.1; Feldmann, J.1;Gombert, A.; Wittwer, V.; Scherf, U.2

»A Nearly Diffraction LimitedSurface Emitting ConjugatedPolymer Laser Utilizing a Two-Dimensional Photonic BandStructure« in: Applied PhysicsLetters, Vol. 77, No. 15 (10/2000),2310-2312 (1: Ludwig-Maximilians UniversitätMünchen, München) (2: Max-Planck-Institut fürPolymerforschung, Mainz)

Riechel, S.1; Lemmer, U.1;Feldmann, J.1; Benstem, T.2;Kowalsky, W.2; Scherf, U.3;Gombert, A.; Wittwer, V.»Laser Modes in Organic SolidState Distributed Feedback Lasers«in: Applied Physics B., 11/2000,online-Publikation (1: Ludwig-Maximilians-UniversitätMunich, München) (2: TU Braunschweig,Braunschweig) (3: Max-Planck-Institut fürPolymerforschung, Mainz)

Rommel, M.; Hermann, M.;Koschikowski, J.»The SODESA Project: Develop-ment of Solar Collectors withCorrosion-Free Absorbers and FirstResults of the Desalination PilotPlant«, Proceedings MediterraneanConference on Policies andStrategies for Desalination andRenewable Energies, SantoriniIsland, Greece, 21.-23.06.2000, imDruck




Fakten im ÜberblickRommel, M.; Hermann, M.;Koschikowski, J.; Schäfer, A.»SODESA: Entwicklung von korro-sionsfreien Kollektoren zurMeerwasserentsalzung«,Tagungsband 10. SymposiumThermische Solarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein,10.-12.5.2000, 55-59

Rommel, M.; Hermann, M.;Koschikowski, J.; Kallwelis, V.;Schäfer, A.»Solarthermische Meerwasserent-salzungsanlage mit korrosionsfrei-en Kollektoren«, Tagungsband 12.Internationales Sonnenforum, DGS und 11. Jahrestagung For-schungsverbund Sonnenenergie,FVS, Freiburg, 5.-7.7.2000, imDruck

Rosenfeld, J.L.J1; Platzer, W.J.»Modelling the Optical andThermal Properties of AdvancedGlazing. Overview of RecentDevelopments«, ProceedingsEuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: Cardiff University, Cardiff,United Kingdom)

Roth, W.»Mit der Sonne telefonieren:Solarprodukte für den privatenund kommerziellen Gebrauch«,Begleitbroschüre zur Öko 2000 +Öko Bau, Freiburg, 14.5.2000

Roth, W.»Photovoltaische Energiever-sorgung«, Deutsche TelekomUnterrichtsblätter, die Fach-zeitschrift der Deutschen Telekomfür Aus- und Weiterbildung(1/2000), 14-25

Rumyantsev, V.D.1; Andreev, V.M.1;Bett, A.W.; Dimroth, F.; Hein, M.;Lamge, G.; Shvarts, M.Z.; Sulima, O.V.»Progress in Development of All-Glas Terrestrial ConcentratorModules Based on CompositeFresnel Lenses and III-V SolarCells«, Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: Ioffe Physico-Technical Institute,St. Petersburg, Russia)

Russ, Chr.; Kappert, M.1; Klinkert, V.2

»Energieeinsparung in Schulen –Sanierung unter Nutzung solarerTechniken«, Tagungsband 12.Internationales Sonnenforum, DGS und 11. Jahrestagung For-schungsverbund Sonnenenergie,FVS, Freiburg, 5.-7.7.2000, imDruck (1: Fachhochschule Erfurt, Erfurt)(2: Fachhochschule Leipzig,Leipzig)

Russ, Chr.; Bühring, A.»Wärmeversorgung von Passiv-häusern«, Tagungsband 12. Inter-nationales Sonnenforum, DGS und 11. Jahrestagung For-schungsverbund Sonnenenergie,FVS, Freiburg, 5.-7.7.2000, imDruck

Russ, Chr.»Nutzung neuer Energietech-nologien für Gebäude«, HeftWorkshop „Energieeinsparung inWärmeversorgungssystemen“,Barnaul, 16.-17.10.2000

Russ, Chr.; Voss, K.»Der Balkon wird zum Winter-garten – beispielhafte Hochhaus-sanierung«, Tagungsband Balkon-Kongress, Kassel, 14.-15.11.2000,im Druck

Russ, Chr.; Kappert, M.»Sanierung der Regelschule Erfurt– Energieeinsparung und Verbes-serung des Nutzerkomforts«, in:EB Energie, Effizientes Bauen(4/2000), im Druck

Saitoh, T.1; Hashigami, H.1; Rein, S.; Glunz, S.W.»Overview of Light DegradationResearch on Crystalline SiliconSolar Cells«, in: Progress in Photovoltaics: Research andApplications, 8 (5/2000), 537-547(1: Tokyo University of Agricultureand Technology, Tokyo, Japan)

Sauer, D.U.; Bopp, G.; Höhe, W.1;Jossen, A.1; Bächler, M.2; Sprau, P.2; Willer, B.3; Wollny, M.3

»What Happens to Batteries in PVSystems or Do We Need OneSpecial Battery for Solar Appli-cations«, Proceedings PV-HybridPower Systems 2000 Conference,Aix-en-Provence, France, 7.-8.9.2000, im Druck (1: Zentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoff-Forschung ZSW,Ulm) (2: Wirtschaft InfrastrukturPlanung WIP, München) (3: Institut für Solare Energiever-sorgungstechnik ISET, Kassel)

Santamouris, M.1; Mihalakakou, G.1; Lund, P.2;Burton, S.3; Wangusi, M.3; Lewis, J.O.4; Thynholt, M.5;Vandaele, L6; Wienold, J.; Voss, K.;»SOLGAIN – The Contribution ofPassive Solar Energy Utilisation toCover the Space Heating Demandof the European Building Stock«,Proceedings, EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: University of Athens, Athens,Greece) (2: Helsinki University, Helsinki,Finland) (3: ECD Energy and Environmentalltd., London, United Kingdom) (4: University Collge Dublin,Dublin, Ireland) (5: Sintef Civil and EnvironmentalEngineering, Trondheim, Norway)(6: Centre Scientifique etTechnique de la Construction,Brussels, Belgium)

Schäfer, A.; Rommel, M.;»Messeinrichtungen desPrüfzentrums für ThermischeSolaranlagen im Hinblick auf dieneue europäische KollektornormEN 12975-1 und 2«, Tagungsband10. Symposium ThermischeSolarenergie, OTTI-Technologie-Kolleg, Staffelstein, 10.-12.5.2000, 143-147

Schaefer, S.; Glunz, S.W.;Lüdemann, R.»Reactive Ion Etched PERC andBuried Base Contact Solar Cells«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Schaefer, S.; Lautenschlager, H.;Emanuel, G.; Lüdemann, R.»Plasma Etching and its Effect onMinority Charge Carrier Lifetimesand Crystalline Silicon Solar Cells«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Schaefer, S.; Preu, R.; Lüdemann,R.; Glunz, S.W.»Plasma Etched PERC and BuriedBase Contact Solar Cells«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Schaefer, S.; Lautenschlager, H.;Juch, M.1; Siniaguine, O.2;Lüdemann, R.»An Overview of Plasma SourcesSuitable for Dry Etching of SolarCells«, Proceedings 28th IEEEPhotovoltaic Specialist Conference,Anchorage, USA, 17.-22.9.2000,im Druck(1: Secon GmbH, Guntramsdorf,Austria) (2: Tru-Si Technologies, Sunnyvale,CA, USA)

Schattner, S.; Bopp, G.; Erge, T.;Fischer, R.1; Häberlin, H.1;Minkner, R.1; Venhuizen, R.2;Verhoeven, B.2

»PV-EMI – Developing StandardTest Procedures for the Electro-magnetic Compatibility (EMC) ofPV Components and Systems«,Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: HTA Burgdorf, Burgdorf,Switzerland) (2: KEMA T&D Power, Arnhem,The Netherlands)

Schattner, S.; Bopp, G.; Hofmayer, U.»The Electromagnetic Com-patibility (EMC) of Solar HomeSystems«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Schindler, R.; Warta, W.»Improvements and Limits of theOpen Circuit Voltage of mc-SiliconSolar Cells«, in: Physica StatusSolidi 222 (2000), 389

Schmidhuber, H.; Koltay, P.;Hebling, C.»Module Designs with ImprovedEnergy Collections Properties: aComprehensive ExperimentalStudy«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1-5.5.2000, im Druck

Schnell, M.; Huljic, D.M.»Einfluss des nasschemischen Ätz-prozesses für poröses Silicium aufsiebgedruckte Metallkontakte fürSiliciumsolarzellen«, TagungsbandDPG-Frühjahrstagung,Regensburg, 27.-31.3.2000, 525

102 Fraunhofer ISE 2000

Voss, K.»Fassaden für dieSolarenergienutzung bei Büro-und Industriebauten«, in:Industriebau, (3/2000)

Voss, K.»Solares Bauen – Demonstrations-projekte und Technologieent-wicklung für den Wohnungsbau«,Tagungsband 1. Freiburger Praxis-Symposium Passivhäuser,7.4.2000, Freiburg

Voss, K.; Loehnert, G.2; Wagner, A.3; Rolfs, K.3; Reinhart, Chr.1

»On the Way to Lean Buildings –Examples and Experiences from aGerman Demonstration Pro-gramme for Energy Efficiency andSolar Energy Use in CommercialBuildings«, Proceedings EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg) (2: sol°id°ar, Architekten &Ingenieure, Berlin) (3: Universität Karlsruhe, Karlsruhe)

Voss, K.; Buehring, A.; Russ, Chr.;Neumann, Chr.1; Ufheil, M.1

»Solar Low Energy Houses –Examples from Germany«,Proceedings, EuroSun 2000, 3rdISES-Europe Solar Congress,Copenhagen, Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: solares bauen GmbH, Freiburg)

Voss, K.1; Reinhart, Ch.1

Löhnert, G.2; Wagner, A.3

»Toward Lean Buildings –Examples and Experience from aGerman Demonstration Pro-gramme for Energy Efficiency andSolar Energy Use in CommercialBuildings«, Proceedings, EuroSun2000, 3rd ISES-Europe SolarCongress, Copenhagen, Denmark,19.-22.6.2000, CD-ROM (1: solares bauen, GmbH, Freiburg)(2: sol°id°ar, Architekten &Ingenieure, Berlin) (3: Universität Karlsruhe, Karlsruhe)

Voss, K.; Bühring, A.; Russ, Chr.;Neumann, Chr.1; Ufheil, M.1

»Solares Bauen – Demonstra-tionsprojekte und Technologie-entwicklung für den Wohnungs-bau«, Tagungsband 12. Inter-nationales Sonnenforum, DGS und11. Jahrestagung Forschungs-verbund Sonnenenergie, FVS,Freiburg, 5.-7.7.2000, im Druck (1: solares bauen GmbH, Freiburg)

Smith, L.M.1; Rushworth, S.A.1;Ravetz, M.S.1; Odedra, R.1;Konjolia, R.1; Agert, C.; Dimroth, F.; Schubert, U.; Bett, A.W.»Low Oxygen Content Trimethyl-aluminium and Trimthylindium forMOVPE of Light EmittingDevices«, in: Journal of CrystalGrowth 221 (2000), 86-90 (1: Epichem Ltd., Merseyside,United Kingdom)

Stangar, L.U.1; Groselj, N.1; Orel, B.1; Schmitz, A.; Colomban, Ph.2

»Proton Conducting Sol-GelHybrids Containing HeteropolyAcids«, Proceedings 10th Inter-national Conference on Solid StateProtonic Conductor, Montpellier,France, 24.-28.9.2000, im Druck(1: National Institute for SolarEnergy Systems, Ljubljana,Slovenia) (2: CNRS, Thiais, France)

Steinhüser, A.; Schulz, W.;Schmidt, H.; Roth, W.»Photovoltaic Power Supply forTelecommunication NetworkComponents in Remote Areas«,Tagungsband TELESCON 2000,Dresden, 7.-10.5.2000, 221-225

Steinhüser, A.; Roth, W.; Laukamp, H.»PV Power Supply for IntelligentStreet Furniture – a Multi-functional Emergency Call andInformation Post«, Proceedings:IEA PVPS Task VII, PV in the BuiltEnvironment, Workshop: Non-Building Structures, Stockholm,Sweden, 6.9.2000

Sulima, O.V.; Bett, A.W.; Dutta, P.S.1; Ehsani, H.1; Gutmann, R.J.1

»Thermophotovoltaic Cells on ZincDiffused Poly-Crystalline GaSb«,Proceedings16th EuropeanPhotovoltaic Solar EnergyConference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1-5.5.2000, im Druck (1: Rensselaer Polytechnic Institute,Troy, NY, USA)

Sulima, O.V.; Beckert, R.; Bett, A.W.; Cox, J.A.1; Mauk, M.G.1

»InGaAsSb Photovoltaic Cells withEnhanced Open-Circuit Voltage«,Proceedings, 28th IEEE Photo-voltaic Specialist Conference,Anchorage, USA, 17.-22.9.2000,im Druck (1: AstroPower, Newark, De, USA)

Thoben, B.; Sauer, D.U.»Untersuchung des Einflusses vonpulsförmigen Strömen auf daselektrische Verhalten von Blei-batterien«, in: Tagungsband 12.Internationales Sonnenforum, DGSund 11. Jahrestagung Forschungs-verbund Sonnenenergie, FVS,Freiburg, 5.-7.7.2000, im Druck

Vallvé, X.1; Merten, J.1; Preiser, K.;Schulz, M.»Energy Limitation for BetterEnergy Service to the User: FirstResults of Applying EnergyDispenser in Multi-User PV Stand-Alone Systems«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1-5.5.2000, im Druck (1: Trama Tecno Ambiental,Barcelona, Spain)

Vazques, M.1; Vegas, A.2; Daza, L.3; Guerrero, A.4; Sauer, D.U.; Omelas, R.5; Liebig, R.6

»Fuel Cells for Powering RemoteTelecom Equipment«, Proceedings2000 Fuel Cell Seminar, Portland,Oregon, 30.10.-2.11.2000, imDruck (1: Alcatel, Madrid, Spain) (2: INTA, Madrid, Spain) (3: CIEMAT, Madrid, Spain) (4: ICP-CSIC, Madrid, Spain) (5: Nuvera Fuel Cells Europe,Milano, Italy) (6: Würth Elektronik, Marbacha/N.)

Vogel, B.; Haist, A.; Heinzel, A.;Baumann, F.1; Wieland, S.1

»Selektive CO-Oxidation in was-serstoffreichen Gasgemischen -Brenngasaufbereitung für Mem-bran-Brennstoffzellen«, Tagungs-band XXXIII. JahrestreffenDeutscher Katalytiker, Weimar,22.-24.3.2000 (1: dmc2 Degussa Metals CatalystsCerdec, Hanau)

Voss, K.»Ein Institutsgebäude für ein son-niges Jahrtausend«, Bundes BauBlatt (11/1999), 22-26

Voss, K.; Reinhart, Chr.1

»Die Tageslicht- und Beleuch-tungskonzepte der Demonstra-tionsprojekte des Förderpro-gramms SolarBau des BMWI: EineQuerschnittsbetrachtung«,Tagungsband 6. SymposiumInnovative Lichttechnik in Ge-bäuden, OTTI-Technologie-Kolleg,Staffelstein, 27.-28.1.2000, 279-283 (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg)

Schnell, M.; Schäfer, S.; Reiß, J.;Lüdemann, R.»Stain Etched Porous Silicon – ASimple Method for the Simul-taneous Formation of SelectiveEmitter and ARC«, Proceedings16th European Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom,im Druck

Schnell, M.; Schaefer, S.;Lüdemann, R.»Plasma Surface Texturization forMulticrystalline Silicon SolarCells«, Proceedings 28th IEEEPhotovoltaic Specialist Conference,Anchorage, USA, 17.-22.9.2000,im Druck

Schulz, W.; Roth, W.»Photovoltaisch versorgte Tele-matiksysteme«, 15. SymposiumPhotovoltaische Solarenergie,OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein,15.-17.3.2000, 313-317

Schweizer-Ries, P.; Schulz, M.;Ramirez, E.1; Vallvé, X.1; Vosseler, I.1

»Success Factors in PV-Hybrid-systems for Off-Grid PowerSupply: Results of a Socio-Tech-nical Investigation in Germany andSpain, Proceedings 16th EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Con-ference and Exhibition, Glasgow,United Kingdom, 1.-5.5.2000, imDruck (1: Trama Tecno Ambiental,Barcelona, Spain)

Schweizer-Ries, P.; Djuwita, R.1;Will, S.; Uenze, B.; Djajasoekarsa,A.1; Ginting, K.1

»Psychologische Untersuchungvon drei Dorfstromanlagen inIndonesien – Anwendung derGemeingutforschung auf Solar-nutzung«, Tagungsband DGPS –Kongreß, Jena, 24.-28.9.2000, imDruck (1: Universitas Indonesia, Jakarta,Indonesia)

Schweizer-Ries, P.; Schulz, M.;Vallvé, X.1; Vosseler, I.1; Serrano, J.2

»Successful User Schemes forPhotovoltaic Stand-AloneSystems«, Broschüre (1: Trama TecnoAmbiental,Barcelona, Spain) (2: Associación SEBA, Barcelona,Spain)



Fakten im ÜberblickVoss, K.; Reinhart, Chr.1, Loehnert, G.2; Wagner, A.3; Rolfs, K.3

»Energieeffizienz und Solar-energienutzung im Nicht-wohnungsbau – Erfahrungen undErgebnisse aus Demonstrations-projekten«, Tagungsband 12.Internationales Sonnenforum, DGSund 11. Jahrestagung Forschungs-verbund Sonnenenergie, FVS,Freiburg, 5.-7.7.2000, im Druck (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg) (2: sol°id°ar, Berlin) (3: Universität Karlsruhe, Karlsruhe)

Voss, K.; Reinhart, Chr.1; Wagner, A.2; Loehnert, G.3

»Lean Buildings: Energy EfficientCommercial Buildings inGermany« Proceedings ACEEESummer Study on EnergyEfficiency in Buildings, PacificGrove, USA, 20.-25.8.2000 (1: MaterialforschungszentrumFMF, Freiburg) (2: Universität Karlsruhe, Karlsruhe)(3: sol°id°ar, Berlin)

Voss, K.»IEA Solar Heating and Cooling(SHC) Programme, Task 20: SolarEnergy in Building Renovation«,Broschüre

Wagner, R.1; Bopp, G.; Sauer,D.U.; Theimann, U.1

»Langzeittests von Gel- und Vlies-Batterien in realen PV-Anlagen –Konzepte und erste Ergebnisse«,Tagungsband 15. SymposiumPhotovoltaische Solarenergie,OTTI-Energie-Kolleg, Staffelstein,15.-17.3.2000, 236-242 (1: ExideGerman Group, Büdingen)

Wagner, R.1; Sauer, D.U.»Was leisten neue Bleibatterien inPV-Anlagen? Betriebsstrategien fürGel- und Vlies-Batterien in realenPV-Anlagen«, ErneuerbareEnergien (10/2000), 55-57 (1: Exide German Group,Büdingen)

Walters, R.J.1; Messenger, S.R.2;Summers, G.P.1; Bett, A.W.;Dimroth, F.; Hoffmann, R.W.3;Stan, M.A.3; Takamoto, T.4; Ikeda, E.4; Imaizumi, M.5; Anzawa, O.5; Matsuda, S.5

»Radiation Response of GaxIn1-xAsSolar Cells«, 16th EuropeanPhotovoltaic Solar Energy Con-ference and Exhibition, Glasgow,United Kingdom, 1.-5.5.2000, imDruck (1: U.S. Naval Research Laboratory,Washington, DC, USA) (2: SFA, Inc., Largo, MD, USA) (3: Essential Research Inc.,Cleveland, Ohio, USA) (4: Japan Energy Corporation,Toda-shim, Saitama, Japan) (5: National Space DevelopmentAgency of Japan NASDA, Ibaraki,Japan)

Walters, R.J.1; Summers, G.P.1;Bett, A.W.; Dimroth, F.; Hoffman,R.W.2; Stan, M.A.2; Takamoto, T.3;Ikeda, E.3

»Radiation Response of Dual-Junction GaXIn1-XP/GaYIn1-YAsSolar Cells«, Proceedings 28thIEEE Photovoltaic Specialist Con-ference, Anchorage, USA, 17.-22.9.2000, im Druck (1: National Renewable EnergyLaboratory, Washington, USA) (2: ERI, Cleveland, OH, USA) (3: Japan Energy Corporation,Toda-Shim, Japan)

Warta, W.; Glunz, S.W.; Dicker, J.;Knobloch, J.»Highly Efficient 115 µm ThickSolar Cells on IndustrialCzochralski Silicon, in Progress inPhotovoltaics: Research andApplications 8 (5/2000), 465-471

Weber, P.1; Ehm, E.2; Vallvé, X.3;Kiefer, K.; Rössler, E.»Highly Reliable PV Applications inRegions of the European Alps(EURALP)«, Proceedings PV-Contractors Meeting, 23.-24.3.2000, Barcelona, Spain,131-136 (1: Deutscher Alpenverein DAV,München) (2: OEAV ÖsterreichischerAlpenverein, Innsbruck, Austria) (3: SEBA/ Trama Tecno Ambiental,Barcelona, Spain)

Weber, P.1; Herrlich, A.1; Kiefer, K.;Rössler, E.»PV Hybrid Systems in theEuropean Alps – the EURALPProgramme«, Proceedings 16thEuropean Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck (1: Deutscher Alpenverein DAV,München)

Weismüller, G.1; Kiefer, K.; Rössler,E.; Schmid, J.2

»ZKM Karlsruhe – TramwaySystem with Directly CoupledPhotovoltaic Power Supply«,Proceedings PV-ContractorsMeeting, Barcelona, Spain, 23.-24.3.2000, 63-68 (1: Stadtwerke Karlsruhe,Karlsruhe) (2: Universität Kassel, Kassel)

Wettling, W.»Solarzellen«, in: EnzyklopädieNaturwissenschaft und Technik:Astronomie, Bautechnik, Biologie,Chemie, Elektrotechnik, Energie-technik, Geowissenschaften,Informatik, Mathematik, Medizin,Physik, Verfahrens- und Ferti-gungstechnik, Verkehrstechnik,Werkstofftechnik, 2. Aufl., 4.Ergänzungslieferung 12/1999, 1-8

Wiemken, E.»Monitoring of Grid-ConnectedPV Systems from the German1000-Roofs Programme: Com-parison of Systems with Amor-phous and Crystalline SiliconCells«, Proceedings of Workshop„Energias Alternativas para aProdução de Calor, Frio e Geraçãoe Conservação de EnergiaEléctrica“, Florianopolis, Brazil, 6.-8.12.1999, (nur in portugie-sisch)

Wienold, J.1; Voss, K.; Vandaele, L.2; Lund, P.3; Thynolt, M.4; Santamouris, M.5;Mihalakakou, G.5; Lewis, J.O.6;Wangusi, M.7; Burton, S.7

»SOLGAIN – The Contribution ofPassive Solar Energy Utilization toCover the Space Heating Demandof the European ResidentialBuilding Stock«, ProceedingsEuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: solares bauen GmbH, Freiburg)(2: Centre Scientifique etTechnique de la Construction,Brussels, Belgium) (3: Helsinki University of Tech-nology, Hut, Finland) (4: University of Athena, Athens,Greece) (5: University College Dublin,Dublin, Ireland) (6: ECD Energy and Environmentalltd., London, UK)

Wilson, H.R.1; Georg, A.; Nitz, P.2

»Switchable Glazing with a LargeRange in Total Solar EnergyTransmittance (g value)«,Proceedings, 6th World RenewableEnergy Congress, WREC, Brighton,United Kingdom, 1.-7.7.2000,195-200 (1: Interpane E&B mbH,Lauenförde) (2 PSE Projektgesellschaft SolareEnergiesysteme mbH, Freiburg)

Wilson, H.R.1

»Solar Control Coatings forWindows«, in: FunktionalMaterial, Vol. 13 (2000), 221-233(1: Interpane E&B mbH,Lauenförde)

Wittwer, Chr.»Regelungssystementwicklung miteiner virtuellen Testumgebung aufBasis der SimulationsumgebungColSim«, Tagungsband 10. Sym-posium Thermische Solarenergie,OTTI-Technologie-Kolleg, Staffel-stein, 10.-12.5.2000, 293-297

Wittwer, Chr.; Rolfs, K.1; Mertins, M.1

»Evaluation of a Fuzzy BasedControl Concept by Means of aComplex Thermo HydraulicSimulation Model of a HeatingSystem in a Low Energy Building«,EuroSun 2000, 3rd ISES-EuropeSolar Congress, Copenhagen,Denmark, 19.-22.6.2000, CD-ROM (1: Universität Karlsruhe, Karlsruhe)

Wittwer, V.; Gombert, A.»Nano- and Micro-structuredFunctional Surfaces«, ProceedingsCOMBI EUROPE, Frankfurt a/M,28.-30.6.2000

Wittwer, V.; Gombert, A.; Rose,K.1; Löbmann, P.1; Sporn, D.1;Manns, P.2; Döll, W.2; Konz, W.3;Seibert, K.3

»Applications of PeriodicallyStructured Surfaces on Glass«, in:Glastec. Ber. Glass Science Tech-nology 73, No. 4 (2000), 116-118(1: Fraunhofer-Institut fürSilicatforschung ISC, Würzburg) (2: Fraunhofer-Institut für Werk-stoffmechanik IWM, Freiburg) (3: Fraunhofer-Institut fürPhysikalische Messtechnik IPM,Freiburg)

Zickermann, D.; Preu, R.»Herstellung von selektivenEmittern im Siebdruckverfahrenfür kristalline Siliciumsolarzellen«,Tagungsband, Frühjahrstagung derDeutschen Physikalischen Gesell-schaft, Dresden, 20.-24.3.2000,321

Zimmermann, W.; Bau, S.; Eyer,A.; Haas, F.; Oßwald, D.»Crystalline Silicon Thin Film SolarCells on Low Quality SiliconSubstrates with and without SiO2Intermediate Layer«, Proceedings16th European Photovoltaic SolarEnergy Conference and Exhibition,Glasgow, United Kingdom, 1.-5.5.2000, im Druck

Zimmermann, W.; Eyer, A.»Coarse-Grained Crystalline SiliconThin-Film Solar Cells on LaserPerfored SiO2 Barrier Layer«,Proceedings 28th IEEE PhotovoltaicSpecialist Conference, Anchorage,USA, 17.-22.9.2000, im Druck



FZ Floating ZoneGaAs GalliumarsenidGaInP GalliumindiumphosphidGaSb GalliumantimonidGe GermaniumGSM Global System for Mobile

CommunicationIEA International Energy

AgencyIR InfrarotK KelvinKMU Kleine und Mittlere

UnternehmenkWp Kilowatt Peak

(Spitzenleistung)LBIC Light Beam Induced

CurrentLBSF Local Back Surface FieldLPE Liquid Phase Epitaxymc Multikristallinmc-Si Multikristallines SiliciumMFCA Modulated Free Carrier

AbsorptionMgF2 MagnesiumfluoridMOCVD Metal Organic Chemical

Vapour DepositionMOVPE Metal Organic Vapour

Phase EpitaxyMPP Maximum PowerMSC Miniature Solar Cell

MappingMW-PCD Microwavedetected

Photoconductance DecayPoint

NOCT Nominal OperatingCell Temperature

PCVD Photocurrent and Voltage Decay

Pd PalladiumPECVD Plasma Enhanced

Chemical Vapor DepositionPEM Polymermembran

Abkürzungen

Ag SilberAl AluminiumAlGaAs AluminiumgalliumarsenidAM Air MassAPCVD Atmospheric Pressure

Chemical Vapour Deposition

Bi WismutBFC Bifacial CellBHKW BlockheizkraftwerkBMBF Bundesministerium für

Bildung und Forschung BMWi Bundesministerium für

Wirtschaft und TechnologieBMZ Bundesministerium für

Wirtschaftliche Zusammen-arbeit und Entwicklung

BSF Back Surface FieldCIS Copper Indium DiselenideCNRS Centre Nationale de la

Recherche Scientifiquec-Si Kristallines SiliciumCV Capacitance/VoltageCVD Chemical Vapour

DepositionCz CzochralskiDLTS Deep Level Transient

SpectroscopyEBIC Electron Beam Induced

CurrentEBR Etchback RegrowthECR Electron Cyclotron

ResonanceEFG Edge-Defined Film-Fed

GrowthEMC Electromagnetic

CombatibilityEU Europäische UnionFF FüllfaktorFCKW Fluor-Chlor-Kohlen-

wasserstoffeFhG Fraunhofer-Gesellschaft

PERC Passivated Emitter and Rear Cell

PV PhotovoltaikRCC Rear Contacted CellRIE Reactive Ion EtchingREM RasterelektronenmikroskopRPHP Remote Plasma Hydrogen

PassivationRP-PERC Random Pyramid,

Passivated Emitter and Rear Cell

RRC Realistic Reporting Conditions

RTCVD Rapid Thermal ChemicalVapour Deposition

RTP Rapid Thermal ProcessingS/C Steam/Carbon-Ratio

Dampf-/Kohlenstoff-verhältnis

SGK Sorptionsgestützte Klimatisierung

Si SiliciumSIMOX Separation by IMplanted

OXygenSiNx SiliciumnitridSn ZinnSiO2 SiliciumdioxidSPV Surface PhotovoltageSSP Silicon Sheets from PowderSR Spectral ResponseSR-LBIC Spatially Resolved Light

Beam Induced CurrentTi TitanTiO2 TitandioxidTPV ThermophotovoltaikTWD Transparente

WärmedämmungVoc LeerlaufspannungWPVS World Photovoltaic ScaleZn Zinkη Wirkungsgrad

RedaktionPresse und Public RelationsKarin Schneider M.A.(Leitung)Rosemarie Becker(Gesamtkoordination)

Solar Consulting, FreiburgDr. Klaus Heidler

Gestaltungnetsyn GbRHoffmann & Würger M.A., BDW,Freiburg

DruckKaiser Druck, Freiburg

Anschrift der RedaktionFraunhofer-Institut fürSolare Energiesysteme ISEPresse und Public RelationsOltmannsstraße 579100 FreiburgTelefon +49 (0) 7 61/45 88-1 50Telefax +49 (0) 7 61/45 88-3 42http://www.ise.fhg.de

Neue Anschrift ab 1. Juli 2001Fraunhofer-Institut fürSolare Energiesysteme ISEPresse und Public RelationsHeidenhofstraße 279110 Freiburg

Bestellung von PublikationenBitte schriftlich oder per Fax.

Bei Abdruck ist die Einwilligung derRedaktion erforderlich.

©Fraunhofer-Institut fürSolare Energiesysteme ISE Freiburg 2001

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führendeTrägerorganisation für Einrichtungen der ange-wandten Forschung in Deutschland. Sie betreibtVertragsforschung für die Industrie, für Dienst-leistungsunternehmen und die öffentliche Hand.Für Kunden aus der Wirtschaft werden einsatz-reife Lösungen technischer und organisatorischerProbleme rasch und kostengünstig erarbeitet. ImRahmen der Technologieprogramme der Euro-päischen Union wirkt die Fraunhofer-Gesellschaftin Industriekonsortien an der Lösung technischerFragen zur Verbesserung der Wettbewerbsfähig-keit der europäischen Wirtschaft mit. Im Auftragund mit Förderung durch Ministerien und Be-hörden des Bundes und der Länder werden stra-tegische Forschungsprojekte durchgeführt, diezu Innovationen im Bereich von Schlüsseltechno-logien und im öffentlichen Nachfragebereich(Energie, Verkehr, Umwelt) beitragen.

Die Globalisierung von Wirtschaft und Forschungmacht eine internationale Zusammenarbeit un-erläßlich. Niederlassungen der Fraunhofer-Gesellschaft in Europa, in den USA und in Asiensorgen daher für Kontakt zu den wichtigstengegenwärtigen und zukünftigen Wirtschafts-räumen.

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt derzeit 48 Forschungseinrichtungen an Standorten inder gesamten Bundesrepublik. Rund 9 600Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegendmit natur- oder ingenieurwissenschaftlicherAusbildung, erarbeiten das jährliche Forschungs-volumen von rund 760 Millionen Euro. Davonfallen mehr als 650 Millionen Euro auf denLeistungsbereich Vertragsforschung.

Mitglieder der 1949 gegründeten und als ge-meinnützig anerkannten Fraunhofer-Gesellschaftsind namhafte Unternehmen und private För-derer. Von ihnen wird die bedarfsorientierteEntwicklung der Fraunhofer-Gesellschaft mitge-staltet.

Informationen zur Fraunhofer-Gesellschaftund ihren Forschungseinrichtungen:Fraunhofer-GesellschaftPresse- und ÖffentlichkeitsarbeitPostadresse:Postfach 19 03 3980603 MünchenTelefon +49 (0) 89/12 05-3 54Telefax +49 (0) 89/12 05-3 17

Die Fraunhofer-Gesellschaft Impressum

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Leistungen und Ergebnisse Jahresbericht 2000 · Vorwort 4 Das Institut im Profil - Kurzporträt6 - Organigramm 6 - Das Forschungs- und ... Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme