Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü - Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems
| Kurucu(lar) | Adolf Goetzberger |
|---|---|
| Kurulmuş | 1981 |
| Odak | Güneş enerjisi teknolojisi, uygulamalı optik ve kaplamalar, fotovoltaik, bina teknolojisi, hidrojen ve yakıt hücresi teknolojisi |
| Müdür | Andreas Bett, Hans-Martin Henning |
| Kadro | 1163 |
| Konum |
Freiburg , Almanya
|
| İnternet sitesi | http://www.ise.fraunhofer.de/en |
Güneş Enerjisi Sistemleri İMKB için Fraunhofer Enstitüsü (veya Fraunhofer İMKB) bir enstitü Fraunhofer-Gesellschaft . Almanya , Freiburg'da bulunan Enstitü , güneş enerjisinin tüm alanları için uygulamalı bilimsel ve mühendislik araştırma ve geliştirme çalışmaları yapmaktadır . Fraunhofer ISE'nin Almanya'da güneş pili ve yarı iletken malzeme geliştirme çalışmaları yürüten üç harici şubesi vardır: Gelsenkirchen'deki Laboratuvar ve Servis Merkezi (LSC ), Freiberg'deki Yarı İletken Malzemeler Teknoloji Merkezi (THM) ve Fraunhofer Silikon Fotovoltaik Merkezi (CSP) Halle'de . 2006 yılından bu yana, Prof. Dr. Eicke R. Weber, Fraunhofer İMKB'nin direktörüdür. 1.100'den fazla çalışanı ile Fraunhofer ISE, Avrupa'daki uygulamalı güneş enerjisi araştırmaları için en büyük enstitüdür. Yatırımlar dahil 2012 Operasyonel Bütçesi 74,3 milyon euro'dur.
Tarih
Fraunhofer ISE, 1981 yılında Adolf Goetzberger tarafından Almanya'nın Freiburg kentinde kuruldu . Avrupa'da uygulamalı güneş enerjisi araştırmaları için üniversite dışı ilk kuruluştur. İlk odak alanları floresan toplayıcı FLUKO, şeffaf yalıtım ve yüksek verimli silikon ve III-V güneş pilleri, silikon ince film güneş pilleri ve malzeme araştırmalarına yönelik ilk adımlardı.
Daha 1983'te, otonom fotovoltaik sistemlerde kullanılmak üzere "ISE invertörü" olarak adlandırılan ilk tam elektronik geliştirildi. 1986 yılında güç kaynağı olarak floresan kollektörler kullanan ilk seri ürün üretildi. PV küçük cihaz programı dahilinde çok sayıda başka başarılı ürün geliştirildi. 1989 yılında temiz oda işletmeye alındığında, yüksek verimli güneş pillerinin üretimi başlamıştır. 1998 yılında, Fraunhofer ISE'de güneş termal kollektörleri için geliştirilen seçici güneş soğurucu kaplamalar endüstriyel ölçekte üretime alındı.
2011 yılında Fraunhofer İMKB 30. yılını kutladı. Bilim adamları, kuruluşundan bu yana, bu alandaki araştırma sonuçları için birçok prestijli ödül ve ödül aldı.
Araştırma ve Geliştirme
Fraunhofer ISE'deki güneş enerjisi araştırması, endüstriyel ve aynı zamanda eşik ve gelişmekte olan ülkeler için verimli ve çevre dostu bir enerji arzı için teknik ön koşulları belirler. Enstitü, enerji dönüşümü için uygun maliyetli çözümler sağlamak amacıyla fosil yakıtlardan ve nükleer enerjiden uzaklaşmaya ve %100 yenilenebilir enerji kaynağına doğru ilerlemeye kararlıdır .
Bu amaçla enstitü, temel araştırma ve ötesi için malzemeler, bileşenler, sistemler ve süreçler geliştirir. Uzmanlık alanları arasında üretim teknikleri ve prototiplerin geliştirilmesi, gösteri sistemlerinin kurulması ve izlenmesi ve iç ve dış mekan test ve kalibrasyon merkezlerinin işletilmesi yer almaktadır.
Fraunhofer ISE'deki çeşitli araştırma alanları aşağıdaki iş alanlarına göre kategorize edilmiştir:
Enerji Verimli Binalar
Fraunhofer İMKB'de enerji verimli binalar ana araştırma alanlarından biridir. Mimarlar, uzman planlamacılar ve endüstri ile bir araya gelen Fraunhofer ISE'deki araştırmacılar, ekonomik yönleri, enerji verimliliğini ve kullanıcı konforunu dikkate alarak mevcut binaların performansını optimize eder ve yarının binalarını geliştirir. Enstitü , Uluslararası Enerji Ajansı'na (IEA) katılımıyla , bu kavramların gerçekleştirilmesi için uluslararası sınır koşullarının oluşturulmasına katkıda bulunur. Bu iş alanında birçok disiplin bir araya gelir: malzeme araştırma ve kaplama geliştirmeden bileşen ve sistem geliştirmeye ve nihayet gerekli testlere kadar.
Uygulanan Optikler ve Fonksiyonel Yüzeyler
Güneş enerjisi sistemleri, yeryüzüne gelen güneş ışınımını termal, elektrik veya kimyasal enerjiye dönüştürür. Fraunhofer ISE, gelen radyasyonu daha iyi iletmek, yansıtmak, absorbe etmek, filtrelemek, yönlendirmek veya konsantre etmek için optik bileşenler ve sistemler geliştirir. Bu iş alanı disiplinler arası bir alan olarak hizmet eder ve güneş enerjisi teknolojisinin birçok alanına hizmet eder: pencereler ve cepheler, güneş enerjisi kollektörleri, fotovoltaikler ve güneş enerjisi santralleri için yoğunlaştırıcı sistemlerin yanı sıra fotovoltaik modül teknolojisi.
Solar Termal Sistemler
Bu iş alanı, düşük ve yüksek sıcaklık uygulamaları pazarlarını kapsamaktadır. Yassı veya tahliye borulu kollektörlü güneş enerjisi kollektörleri ve kollektör sistemleri uygulamada çok sayıda uygulama bulmaktadır. Bunlara proses suyu ve güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri, soğutma ve havalandırma sistemleri ve deniz suyunu tuzdan arındırma sistemleri dahildir. Ayrıca cepheye entegre kollektörler uygulanmaktadır. Lineer konsantre toplayıcılarla 150 °C'den 400 °C'ye kadar çalışma sıcaklıkları elde edilir. Hem oluk hem de parabolik kollektörler sadece büyük enerji santrallerinde güneş enerjisi üretimi için değil, aynı zamanda daha basit ve daha uygun maliyetli tesislerde proses ısısı, proses buharı ve absorpsiyonlu soğutucular için tahrik ısısı üretimi için kullanılır.
Silikon Fotovoltaik
Özellikle Japonya ve Almanya'daki pazar tanıtım programları nedeniyle fotovoltaiklerin rolü giderek daha fazla önem kazanıyor. Dünya çapında üretilen güneş pillerinin %85'inden fazlası kristal silikona dayanmaktadır. Fiyat-performans oranı, uzun vadeli istikrar ve maliyet azaltma potansiyeli, karasal fotovoltaik pazarındaki bu en iyi performansın önümüzdeki on yıldan daha uzun bir süre boyunca pazar lideri olarak yerini koruyacağını gösteriyor. Fraunhofer ISE'nin uzmanlığı, malzeme geliştirme ve kristalizasyondan güneş pili işleme ve fotovoltaik modül teknolojisine kadar tüm kristal silikon fotovoltaik değer zincirini kapsar.
Fotovoltaik Modüller ve Sistemler
Modülü teknolojisi, güneş pillerini PV enerji santrallerinde güvenilir çalışma için sağlam bir ürüne dönüştürür. Fraunhofer ISE, verimliliği artırmaya, maliyetleri düşürmeye ve en yüksek güvenilirliği elde etmeye odaklanan ürün geliştirmeyi destekler. Ayrıca Enstitü, modüllerin ve enerji santrallerinin kalite güvencesi için hizmetlerini sunmaktadır.
Alternatif Fotovoltaik Teknolojileri
Silikon fotovoltaiklere ek olarak, Fraunhofer ISE'deki güneş pili araştırmaları diğer fotovoltaik teknolojilerini de kapsar: Galyum indiyum fosfit, alüminyum galyum arsenit veya galyum arsenit gibi III-V tabanlı yarı iletkenlerle, bugün en yüksek verimliliğe ulaşılabilir. Boya güneş pillerinin teknolojisi laboratuvar aşamasının çok ötesinde gelişmiştir ve organik güneş pilleri, özellikle beklenen düşük üretim maliyetleri nedeniyle caziptir.
Yenilenebilir Güç Kaynağı
Şebekeye bağlı sistemlerin inşası, günümüzde fotovoltaik branşı için en büyük pazardır. Enstitü, sistem planlaması için danışmanlık hizmetleri sağlar, güneş modüllerini karakterize eder ve fotovoltaik sistemlerin teknik analizini ve performans testlerini gerçekleştirir.
Şebekeden bağımsız güç kaynakları da enstitüde devam eden araştırmaların odak noktasıdır. Uzak kırsal alanlarda yaşayan insanlar, sayısız telekomünikasyon sistemi, çevresel ölçüm teknolojisi ve taşınabilir elektronik cihazlar, şebekeden bağımsız, otonom bir güç kaynağına ihtiyaç duyar. Fraunhofer ISE bu amaçla yenilenebilir enerji sistemleri geliştirmektedir.
Fraunhofer ISE, güç elektroniği ve kontrolleri alanında da araştırmalar yapmaktadır. Bu, modern bir güç elektroniği laboratuvarında invertör geliştirme ve test etmenin yanı sıra akıllı ölçüm ve akıllı şebekeler dahil olmak üzere enerji yönetimi alanındaki araştırmaları içerir.
Gelecekte araçlar kısmen veya tamamen elektrikle çalışacak ve enerjilerini şebekeden (elektrikli ve fişli) çekecek. Fraunhofer ISE, araçlar ve şebeke arasındaki arayüzde, çevresel olarak kabul edilebilir bir güç kaynağı ve araçların ölçüm ve faturalandırma sistemleri dahil olmak üzere elektrik şebekesine optimum entegrasyonu için konseptler üzerinde çalışıyor.
Hidrojen Teknolojisi
Bir yakıt hücresinde, hidrojen oksijen ile reaksiyona girer ve faydalı enerjiyi elektrik ve ısı şeklinde serbest bırakır. Hidrojen doğada saf halde bulunmadığından, birçok kimyasal bileşiğinden birinden üretilmesi gerekir. Fraunhofer ISE'de hidrojen teknolojisi alanındaki araştırmalar, hidrojen üretimi için yenilikçi teknolojiler ve en modern ekipmanları kullanarak hidrojenin yüksek verimliliğe sahip elektrik ve ısıya dönüştürülmesine yönelik süreçlere odaklanıyor. Endüstriden ve bilimden ortaklarla birlikte, bileşenler ve eksiksiz yakıt hücresi sistemleri, mobil uygulamaların yanı sıra özerk, taşınabilir uygulamalar için geliştirilmektedir.
Hizmet Birimleri
Halihazırda aşağıdaki sertifikalı test laboratuvarları laboratuvarlarda test ve kalibrasyon hizmeti vermektedir:
- TestLab Solar Termal Sistemler
- TestLab Güneş Cepheleri
- TestLab PV Modülleri
- CallLab PV Hücreleri
- CallLab PV Modülleri
Laboratuvarlarda bulunan diğer hizmet kuruluşları şunlardır:
- PV Enerji Santrallerinin Kalite Güvencesi
- Fotovoltaik Güç Elektroniği
- İnverter Laboratuvarı
- Pil Test Laboratuvarı
- Aydınlatma Laboratuvarı
- Buhar Sıkıştırmalı Isı Pompaları Laboratuvarı
- Faz Değiştiren Malzemeler (PCM) Laboratuvarı
- Adsorpsiyon Malzemeleri ve Gözenekli Malzemeler için Test Laboratuvarı
- TestLab Yakıt Hücreleri
İşbirliği
Enstitü, enerji teknolojisi ve enerji araştırmalarında uzmanlığa sahip on altı Fraunhofer enstitüsünden oluşan Fraunhofer Energy Alliance'ın kurucu üyelerinden ve Sorumlu Üyesidir.
Enstitü, ForschungsVerbund Erneuerbare Energien (FVEE) ve Avrupa Yenilenebilir Enerji Araştırma Merkezleri Ajansı (EUREC) ve diğer ittifakların bir üyesidir.
Enstitü , Enstitüye temel araştırmalarda yardımcı olan Freiburg Üniversitesi Malzeme Araştırma Merkezi ile yakın bir işbirliği içindedir . Enstitü müdürü, o üniversitede fizik ve uygulamalı bilimler profesörü olarak fakülte pozisyonuna sahiptir .
Spin-Off'lar
Fraunhofer İMKB'de uygulamalı araştırma sonuçlarından bugüne kadar yedi şirket kurulmuştur. Bunlar arasında şunlar vardır:
- 1999 yılında güneş enerjisi konusunda hizmet ve uzmanlık sağlamak üzere PSE AG kuruldu. Şirket, çalışmaları ve raporları derlemenin yanı sıra ölçüm ve kontrol teknolojisi ve özel yapım laboratuvar ekipmanları da sağlamaktadır.
- 2001 yılında Holotools GmbH (şimdi temicon GmbH - holotools) ışık yönetimi için fonksiyonel yüzeyler geliştirmek ve üretmek üzere kuruldu. Örneğin özel bir uzmanlık, optik yüzeyler için geniş alanlı homojen mikro yapıların üretilmesidir.
- 2002 yılında, SorTech AG (Mart 2017 itibariyle Fahrenheit AG olarak yeniden adlandırıldı), soğuk üretmek için ısı kaynaklarından yararlanmak üzere bölündü, böylece elektrik yerine düşük sıcaklıktaki ısıyı bir enerji kaynağı olarak kullandı. Sonuç olarak Fahrenheit, temel teknoloji olan adsorpsiyonlu soğutmayı geliştirdi ve ekonomik olarak soğuk üretmek için çeşitli kaynaklardan kalan ısıyı kullanan soğutma grupları üretti.
- 2005 yılında kurulan Soitec Solar, pazara konsantre güneş ışığı kullanan yenilikçi bir fotovoltaik teknolojisi getirdi. Bu teknoloji ile 100 kW'tan birkaç megawatt'a kadar fotovoltaik enerji santralleri daha da geliştirilmekte, üretilmekte ve kurulmaktadır.
- 2014 yılında, Enit Energy IT Systems GmbH, orta ölçekli işletmeler için enerji yönetim sistemleri geliştirmek ve pazarlamak üzere ayrıldı. Bu sistemler, müşterilerin elektrik, ısı ve gaz tüketimleri hakkında daha fazla şeffaflık kazanmalarına yardımcı olur. Ayrıca şirketin ürünleri, akıllı sistem kontrolü ve daha verimli çalışma sağlar.
Personel, Altyapı ve Finansman
Laboratuvarda 439'u kadrolu olmak üzere 1139 kişilik bir kadro bulunmaktadır. (04/2012 itibariyle).
Araştırma enstitüsü, ofisleri, laboratuvarları ve test alanlarını içeren 21.000 m² net taban alanına sahiptir. Yeni laboratuvarlar ve ofis alanı şu anda yapım aşamasındadır.
2011 operasyonel bütçesi 61,3 milyon € olarak gerçekleşti. Operasyonel bütçenin sadece yüzde beşi temel fon, %90'ı Alman federal fonlarından ve %10'u Alman devlet fonlarından oluşuyordu. Yaklaşık %50'si endüstri ile sözleşmeli araştırmadan; geri kalanı kamu ve diğer kaynaklardan kaynaklanmıştır. 2011 yılında, yıllık yatırımlar 7,7 milyon Euro'ya ulaştı. (04/2012 itibariyle)