Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Heidenhofstr. 2, 79110 Freiburg
Deutschland
Telefon +49 761 4588-0
Fax +49 761 45889000
info@ise.fraunhofer.de

Dieser Aussteller ist Hauptaussteller von

Hallenplan

Energy Storage Europe 2018 Hallenplan (Halle 8b): Stand B39

Geländeplan

Energy Storage Europe 2018 Geländeplan: Halle 8b

Ansprechpartner

Karin Schneider

Leiterin Presse und Public Relations

Fraunhofer ISE | Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon
+49 761 4588-5147

E-Mail
karin.schneider@ise.fraunhofer.de

Unser Angebot

Produktkategorien

  • 03  Chemische Speicherung / Power2Gas
  • 03.03  Brennstoffzellen

Brennstoffzellen

  • 05  Thermische Speicherung
  • 05.02  Latentwärmespeicher

Latentwärmespeicher

  • 05  Thermische Speicherung
  • 05.03  Sorptive Speicherung

Sorptive Speicherung

  • 05  Thermische Speicherung
  • 05.04  Thermo-chemische Speicher
  • 07  Fertigungstechnologien
  • 07.03  Elekrolyseure

Elekrolyseure

  • 09  Standardisierung & Sicherheit

Standardisierung & Sicherheit

  • 10  Dienstleistungen
  • 10.05  Prüfung

Prüfung

  • 11  Forschung und Lehre, Fachverlage, Verbände/Organisationen
  • 11.01  Forschungsinstitute und Projekte

Forschungsinstitute und Projekte

Unsere Produkte

Produktkategorie: Forschungsinstitute und Projekte

1 MWh Redox-Flow Netzspeicher

Zur Entwicklung eines skalierbaren Stromspeichers mit einer elektrischen Leistung von 100 kWel und einer Kapazität von 1 MWhel beschäftigen wir uns am Fraunhofer ISE mit der Stack- und Systementwicklung  sowie mit dem Management von Redox-Flow-Batterien. Durch die simulationsgestützte Analyse und Auslegung von Redox-Flow-Batterien identifizieren wir Optimierungspotenziale auf Zell- und Stackebene und nutzen sie für die Weiterentwicklung des Designs. Im Rahmen Projekts »1 MWh Redox-Flow Netzspeicher« haben wir einen optimierten Zellstapel mit einer Leistung von 5 kWel für die Anwendung in Inselsystemen oder netzgekoppelten Speichersystemen entwickelt. Auf Stackebene werden Zyklen-Wirkungsgrade von über 80 % erreicht werden. Die aktuellen Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die weitere Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte sowie die Reduktion der Herstellkosten eines 5 kWel Zellstapels.

Mittels multiphysikalischer Modellierung werden grundlegende Fragestellungen zur Optimierung auf Zellebene beantwortet. Hierdurch können wir ein tieferes Verständnis für die ablaufenden Prozesse und die Verlustmechanismen entwickeln. Gezielte in-situ Messungen an Einzelzellen und ex-situ Messungen an Elektrode, Membran und Elektrolyt ermöglichen die Charakterisierung von Lade- und Entladevorgängen sowie die Erhebung von Stoffparametern als essentielle Datengrundlage für Modellierungs- und Simulationsarbeiten. Für die experimentellen Arbeiten an Einzelzellen wurde ein vollautomatisierter Teststand mit detaillierten Testprotokollen entwickelt. Er steht für umfassende Materialcharakterisierungen zur Verfügung.

Im laufenden Jahr konnte die Entwicklung und der Probebetrieb eines 5 kWel Zellstapels erfolgreich abgeschlossen werden. Diese Leistungsklasse eignet sich sehr gut, um systemrelevante Prozessparameter zu untersuchen und zu optimieren. Basierend auf den Erfahrungen dieser Entwicklungsarbeiten optimieren wir das Stackdesign weiter und verfolgen alternative Zellkonzepte zur Steigerung der Leistungsdichten und Reduktion der Herstellungskosten.

Aufgrund der aussichtsreichen Ergebnisse der Entwicklungsarbeiten auf Material- und Stack- und Systemebene wurde ein Redox-Flow-Batteriesystems mit Netzkoppelung mit einer Leistung von 5 kWel und 20 kWh aufgebaut und in Betrieb genommen. Aktuell werden Betriebsdaten in einem Feldtest erfasst und ausgewertet.

Mehr Weniger

Produktkategorie: Prüfung, Forschungsinstitute und Projekte

20plµs

Die aktuell auf dem PV-Markt dominierenden Siliciumsolarzellen haben auf der Rückseite einen Metallkontakt aus einlegiertem Aluminium. Um die Rekombinationsverluste an derartigen Rückseitenkontakten weiter zu verringern und damit die Zelleffizienz zu steigern, ist ein tieferes Verständnis der Ausbildung und Wirkung dieser Kontaktstrukturen wesentlich. Das am Fraunhofer ISE erstellte Modell zur Beschreibung des Al-Legierungsprozesses ermöglicht nun, die elektrische Qualität solcher Kontakte unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren bei deren Herstellung vorherzusagen. Beim Übertrag in die Zellfertigung können dann die Prozessparameter für das Al-Legieren entsprechend angepasst werden, um eine bestmögliche Kontaktausbildung zu erzielen.

Bei der Fertigung von Siliciumsolarzellen wird heutzutage der rückseitige Metallkontakt standardmäßig mittels Siebdruck einer aluminiumhaltigen Paste hergestellt. Dabei wird in einem kurzen Hochtemperatur-Feuerschritt das Aluminium in die Silicium-Oberfläche einlegiert und der Kontakt ausgebildet. Es entsteht ein mehrere Mikrometer tiefer Al-dotierter p+-Bereich im Siliciumkristall, das sogenannte Al-Rückseitenfeld (back surface field, BSF, Abb. 1). Derartige Kontakte sind bei Al-BSF-Solarzellen vollflächig und bei PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) -Solarzellen lokal (punkt-/linienförmig). Das Modell des Legierungsprozesses, das am Fraunhofer ISE entwickelt wurde, geht auf das binäre Al-Si-Phasendiagramm zurück und beschreibt quantitativ die beim Aluminium-Legieren in Silicium ablaufenden Mechanismen. Die Zusammensetzung der Al-Si-Schmelze, die sich während des Legierens auf der Oberfläche des Si-Wafers bildet, sowie die Rekristallisation von Si an dieser Si-Oberfläche werden modelliert und verschiedene wichtige Einflussfaktoren wie u. a. die Temperatur bei der Kontaktausbildung, die aufgedruckte Menge an Paste sowie zusätzliche Dotierstoffe wie Bor in der Paste berücksichtigt. Mithilfe des Modells lassen sich nun die Dotierprofile der Al-B-dotierten p+-Bereiche präzise berechnen (Abb. 2) und der strukturelle Aufbau sowie die elektrische Qualität dieser Kontakte vorhersagen. Damit wurde eine Grundlage für die detaillierte Optimierung Al-legierter Kontakte geschaffen, die wesentlich zur weiteren Leistungssteigerung der heute weltweit dominierenden Al-BSF- und PERC-Solarzellen beitragen kann.

Mehr Weniger

Produktkategorie: Thermo-chemische Speicher

Thermochemische Prozesse – Verfahrenstechnik für die Energiewende

Am Fraunhofer ISE entwickeln wir seit mehr als 15 Jahren thermochemische Prozesse mit Ziel, deren Energieeffizienz zu erhöhen, CO2- sowie Abgasemissionen zu reduzieren und so der Energiewende mit innovativen verfahrenstechnischen Lösungen zum Erfolg zu verhelfen.

Im Zentrum unserer Arbeiten steht die Untersuchung von heterogen katalysierten Stoffumwandlungen in der flüssigen Phase und in der Gasphase. Dazu synthetisieren und charakterisieren wir Katalysatoren und screenen sie auf ihre Leistungsfähigkeit in unseren Miniplant-Anlagen schnell und präzise nach Ihren Wünschen. Wir konzipieren und betreiben Testststände, ggf. auch vollautomatisiert, und analysieren die festen, flüssigen oder gasförmigen Produkte mit modernster Analysentechnik. Zur Optimierung der thermochemischen Prozesse nutzen wir die Simulationsprogramme CHEMCAD® (Prozess-Simulationen), Matlab/Simulink® (dynamische Simulationen, etc.), Ansys® (CFD-Simulationen) und Umberto® (Life-Cycle-Assessment, LCA; Life-Cycle-Costing, LCC).

Wir haben patentierte Technologien zur rückstandsfreien Verdampfung flüssiger Kraftstoffe, zur Reformierung und Pyrolyse unterschiedlichster Energieträger, Konversion von Biomasse und zur nachhaltigen Synthese von Kraftstoffen und Chemikalien aus Kohlendioxid und Wasserstoff (Power-to-Liquid) entwickelt, die wir Ihnen gerne näher erläutern.

Mehr Weniger

Über uns

Firmenporträt

Mit 1150 Mitarbeitern ist das in Freiburg angesiedelte Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE das größte europäische Solarforschungsinstitut. Das Fraunhofer ISE setzt sich für ein nachhaltiges, wirtschaftliches, sicheres und sozial gerechtes Energieversorgungssystem auf der Basis erneuerbarer Energien ein. Im Rahmen der Forschungsschwerpunkte Energieeffizienz, Energiegewinnung, Energieverteilung und Energiespeicherung schafft es technische Voraussetzungen für eine effiziente und umweltfreundliche Energieversorgung, sowohl in Industrie- als auch in Schwellen- und Entwicklungsländern. Hierzu entwickelt das Institut Materialien, Komponenten, Systeme und Verfahren in insgesamt fünf Geschäftsfeldern. Darüber hinaus verfügt das Fraunhofer ISE über mehrere akkreditierte Testzentren sowie weitere Service-Einrichtungen. Das Institut ist Mitglied der Fraunhofer-Gesellschaft, der größten Organisation für angewandte Forschung in Europa.

Mehr Weniger