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Nach einem gelungen Festauftakt am 13.07.2006 startete das Solarenergiezentrum sein 2-tägiges Rahmenprogramm anlässlich des 10. Jubiläums. Am Vormittag des 14.07.2006 startete die Exkursion zum Institut für Physikalische Elektronik (IPE) unter der Leitung von Prof. Dr. rer. nat. habil. J. H. Werner am Pfaffenwaldring in Stuttgart.
Nach einer Begrüßung und kurzen Einführung durch den stellvertretenden Institutsleiter Herrn Dr. Ing. Markus Schubert konnte die Gruppe hautnah die Forschungsarbeit am IPE miterleben.
Einführung durch den stellvertretenden Institutsleiter Herrn Dr. Ing. Markus Schubert
Interessante Einblicke in die Systemtechnik lieferte die Abteilung "PV-Systeme" am IPE. Der Leiter Dr. Ing. Wolfgang Schmidt und sein wissenschaftlicher Mitarbeiter Bastian Zinßer demonstrierten netzgekoppelte, netzautarke Photovoltaik(PV)-Anlagen sowie PV-Inselsysteme. Neben grundlegenden Untersuchungen liegt ein Schwerpunkt der Gruppe "Systeme" auf der Vermessung, Charakterisierung, Modellierung und Dimensionierung von PV-Systemen und deren Komponenten wie PV-Module, leistungselektronische Schaltungen und Systeme (Stromrichter, Laderegler, Energiemanagement) sowie der Komponenten zur Energiespeicherung. Außerdem arbeitet die Gruppe um Wolfgang Schmidt an der Entwicklung von spezifischen leistungselektronischen Schaltungen (Strom-, Spannungs-, Laderegler) in den Bereichen der kleidungsintegrierten Photovoltaik (ipv) und der Energieversorgung von Kleinverbrauchern.
Besichtigung des aktuellen Forschungs- und Entwicklungsprojekt der Gruppe "Systeme" mit Dr. Ing. Wolfgang Schmidt
Herr Zinßer stellte ein aktuelles Forschungs- und Entwicklungsprojekt des IPE vor, welches sich auf die Ermittlung und den Vergleich der Jahresenergieerträge von netzgekoppelten PV-Anlagen unterschiedlicher moderner PV-Materialien und PV-Technologien an drei klimatisch relevanten Standorten (Stuttgart, Kairo, Nicosia) konzentriert. Neben der intensiven Vermessung der Anlagen ist die Zielsetzung des Projekts die Entwicklung materialspezifischer physikalischer Modelle zur präzisen Vorhersage des Energieertrags der unterschiedlichen PV-Technologien in Abhängigkeit von den meteorologischen Eingangsdaten.
Bastian Zinßer zeigt die aktuellen Daten der PV-Anlagen in Kairo und Nicosia
Mit Schutzanzug und Haube versehen, wurde unsere Besuchergruppe in die "heilligen Hallen" des IPE geführt. In diesen Labors wurden schon mehrfach Wirkungsgrad-Weltrekorde im Bereich PV-Zellen aufgestellt. Derzeit lässt sich die Forschergruppe um Herrn Dr. Ing. Schubert einen neuen Weltrekord vom Frauenhofer Institut in Freiburg bestätigen. Die Arbeitsgruppe "Sensorik" des IPE entwickelt elektronische Bauelemente auf der Basis von Silicium. Hierzu werden vorwiegend dünne Schichten verwendet. Durch moderne Fertigungsmethoden können Solarzellen, Sensoren und andere Bauelemente direkt auf flexiblen Trägermaterialien hergestellt oder auf biegsame Folien transferiert werden. Das IPE arbeitet mit allen Modifikationen des Siliciums von einkristallinen Wafern und Dünnschichten bis hin zu nanokristallinen und amorphen Filmen.
Herr Schubert führt die Gruppe durch die Reinräume des IPE
Die Forschungs- und Entwicklungsprojekte konzentrieren sich auf die Anwendung dünner Halbleiterschichten in Solarzellen. Ein Highlite des IPE ist die "integrierte Photovoltaik" (ipv). Dort wird die mechanische Flexibilität der Dünnschichtzellen genutzt, um sie in Kleidung zu integrieren und damit die elektrische Energie zum Betrieb mobiler Kleingeräte bereit zu stellen.
Dr. Ing. Gerhard Bilger entführte uns in die Untiefen der Oberflächenanalyse. Die dort angewandten Methoden sind die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) sowie die Röntgen- und Ultraviolett-Photoelektronen-Spektrometrie (XPS, UPS). Die Analytik unterstützt alle Fachgruppen des IPE, die Forschung und Entwicklung an Materialien für die Photovoltaik und Sensorik betreiben. Als sehr empfindliche Methode weist SIMS alle Elemente und deren Verbindungen bis in den ppb-Bereich nach.
Gerhard Bilger erklärt die Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS)
Tiefen- und ortsaufgelöste Analysen zeigen den Verlauf von Elementverteilungen in einer Schichtfolge und/oder deren laterale Verteilung. XPS-Analysen, empfindlich bis in den 0,1 Atom%-Bereich, sind quantitativ und geben Auskunft über Bindungszustände der Elemente. Die extrem oberflächensensitive Methode weist noch Oberflächenbedeckungen von 1/10 einer Monolage nach.
Einblicke in Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS)
Der Nachmittag stand ganz im Zeichen der Wärmepumpe. Obermeister Wolfgang Dietrich, Uwe Winkler und Jörg Launer von der EnBW begrüßten die Teilnehmer die sich von den vielen Vorträgen und einer Live-Sondenbohrung im Hof der Firma Eifler ins Solarenergie Zentrum locken ließen.
Nach den Grußworten von Prof. Dr. Gerd Wolf standen folgende Vorträge auf dem Programm:
Prof. Dr. Gerd Wolf begrüßt die Teilnehmer zu den Wärmepumpenvorträgen
Mehr Bilder von dieser Exkursion finden Sie in unserer Diashow !
| Themenworkshop |
Referent(en) |
| Geothermie - eine Energie mit Zukunft |
Dipl. Geologin Frau Dr. Simone Walker - Hertkorn |
| Wärmepumpe - zum Heizen und Kühlen |
Dipl. Ing. Helmut Krauß, Stiebel Eltron |
| Gebäudeenergiepass 2006 - der Energieausweis fürs Haus |
Dipl. Ing. Ulrich König, EBZ-Stuttgart |
| Wärmestromvertrag - EnBW WärmePlus |
Dipl. Ing. Stefan Schulz, EnBW Vertriebs- und Servicegesellschaft mbH |
Auf Wunsch haben wir verschiedene Beiträge als Download verlinkt.
Sondenbohrung auf dem Betriebsgelände der Fa. Eifler (Foto: Eifler)
Im Anschluss daran fuhr ein Shuttle-Bus des Solarenergiezentrum die Gäste zur Live-Sondenbohrung im Hof der Firma Eifler. Mit Zwiebelkuchen und Trollinger konnte ein ereignisreicher Tag seinen Ausklang finden.
Wir bedanken uns an dieser Stelle bei allen Akteuren und Unterstützern des IPE, der EnBW und seinen Referenten sowie Stiebel Eltron, dem EBZ-Stuttgart und der Firma Elektro-Eifler.
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