W lipcu 1981 r. prof. dr hab. Adolf Goetzberger założył Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej (ISE) z około 20 innymi naukowcami. Pomimo początkowego oporu udało mu się przekonać zarząd Fraunhofer-Gesellschaft, że nadszedł czas, aby wiodący instytut badań stosowanych zajął się tematem zrównoważonych dostaw energii jako alternatywy dla źródeł kopalnych.
Instytut Fraunhofera ds. Systemów Energii Słonecznej (ISE) obchodzi w tym roku 40-lecie istnienia. Największy instytut badań nad energią słoneczną w Europie, który obecnie zatrudnia około 1300 pracowników, od samego początku był zaangażowany w transformację energetyczną w Niemczech. Dziś jest jednym z najważniejszych inicjatorów i partnerów badawczych na świecie w zakresie dostaw energii opartych w 100% na źródłach odnawialnych.
Technologie fotowoltaiczne, które zostały opracowane we Fraunhofer ISE, znalazły szerokie zastosowanie w międzynarodowej produkcji ogniw słonecznych, np. przy użyciu laserów lub technologii TOPCon. Instytut osiągnął liczne rekordy w wykorzystaniu różnych technologii fotowoltaicznych, m. in. światowy rekord wydajności dla multikrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych (22,3%), krzemowych ogniw słonecznych połączonych z obu stron technologią TOPCon (26,0%) oraz III–V tandemowych ogniw na krzemie (35,9%).
Aby sprostać wymaganiom systemowym dostaw energii odnawialnej we wszystkich dziedzinach, naukowcy z Fraunhofer ISE od samego początku zajmowali się również integracją energii słonecznej i ciepła słonecznego z systemem energetycznym. Przykładowo od 1987 r. nadzorowali projekt energetyczny w Rappenecker Hütte, który pod ich kierownictwem stał się pierwszą restauracją turystyczną w pełni zaopatrywaną w energię słoneczną. W tym projekcie około 65% rocznego zużycia energii elektrycznej wynoszącego 4000 kWh pokrywa fotowoltaika, około 10% energia wiatrowa, a 25% ogniwa paliwowe.
Kamienie milowe, takie jak opracowanie pierwszego w pełni elektrycznego falownika do zastosowania w autonomicznych systemach fotowoltaicznych lub wysokowydajnego indukcyjnego systemu ładowania pojazdów elektrycznych, również noszą sygnaturę systemową instytutu. Dzisiaj energoelektronika dla przyszłych sieci energetycznych, które zawierają coraz większe proporcje energii elektrycznej ze Słońca i wiatru, jest rozwijana w osobnym miejscu.
Wydajność ogniw i modułów słonecznych ma być również promowana w przyszłości, np. poprzez badania koncentrujące się na wysokowydajnej fotowoltaice tandemowej w centrum wysokowydajnych ogniw słonecznych, którego otwarcie zainaugurowano latem 2021 r. Dla prac badawczych poświęconych magazynowaniu tak wytworzonej energii elektrycznej do 2022 r. zostanie również oddany nowy budynek laboratoryjny, w którym badania i testy systemów magazynowania baterii będą jeszcze bardziej rozległe niż obecnie. Planowana jest również rozbudowa infrastruktury dla ostatniego ważnego komponentu transformacji energetycznej – wodoru. Pierwsza słoneczna stacja tankowania wodoru we Freiburgu, otwarta w 2012 r. jako publicznie dostępny projekt pilotażowy i platforma badawcza, już od dawna przyciąga więcej tłumów, niż może obsłużyć.
– Wiele już osiągnięto, aby dostawy energii oparte na odnawialnych źródłach były znaczące. Jednak największe nasze zadanie polega na opracowaniu drogi do wdrożenia – mówi Hans-Martin Henning z ISE. Andreas Bett dodaje: – Dlatego badania prowadzone nad transferem nowych technologii i rozwiązań systemowych nie stracą na znaczeniu w nadchodzących dziesięcioleciach.
Źródło: https://www.ise.fraunhofer.de/
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
