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Automated photovoltaic cell and Module industrial Production to regain and secure European Renewable Energy market

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Mit neuesten Sonnenkollektor- und Solarzelltechnologien will Europa Vorreiterrolle in der Photovoltaik wiedererlangen

Photovoltaiksysteme (PV) sind in den letzten Jahren deutlich nachhaltiger geworden, allerdings hatten europäische PV-Hersteller zuletzt auf dem Weltmarkt Schwierigkeiten, wettbewerbsfähig zu sein. Eine EU-Initiative soll diesen Trend nun umkehren.

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„Der europäische PV-Sektor muss am Ball bleiben und sich seinen Marktanteil zurückholen, um als wichtiger Akteur an der Energiewende teilzuhaben und Unabhängigkeit in der Energieversorgung zu erreichen“, sagt Claudio Colletti, Koordinator des EU-finanzierten Projekts AMPERE. In diesem Sinne wird nun die Entwicklung effizienterer, zuverlässigerer und langlebigerer PV-Module vorangetrieben. „Die Module zeichnen sich durch hohen Wirkungsgrad und leistungsfähige Energieerzeugung bei gleichzeitig minimalem Verlust des Wirkungsgrades aus.“ Für die Herstellung von beidseitig lichtempfindlichen HJT-Modulen (Heterojunction-Technologie) und Solarzellen entwickelt AMPERE eine nachhaltige, vollautomatisierte 200-MW-Fertigungslinie, die für die industrielle Produktion in einer der größten europäischen PV-Produktionsanlagen mit Sitz in Catania, Sizilien, ausgelegt ist. Die Fabrik wird rund um die Uhr 24 Stunden und 365 Tage im Jahr im Dauerbetrieb arbeiten, wobei etwa 1 400 PV-Module pro Tag bzw. 500 000 Stück pro Jahr produziert werden. Bahnbrechende Produktionsanlage für PV-Zellen und -Module Die Forschungsmitarbeiter konzipieren nun die bisherige Silizium-Dünnschicht-Produktionslinie des italienischen Werks für HJT-Module und -Zellen für effizientere und leistungsfähigere PV-Module um. Hierfür wurden die Anlagen mit veralteter Technologie zu einer innovativen Industrieanlage 4.0 aufgerüstet, die den „Ausgangspunkt für ein neues Netzwerk von PV-Produktionsstätten in Europa darstellen kann“, sagt Colletti. Die Projektpartner konstruierten eine neue Fertigungslinie für monokristalline Zellen zur Herstellung beidseitig lichtempfindlicher Module und installierten eine neue Produktionslinie für HJT-Zellen. Mit den neuen HJT-Solarmodulen soll die Stromproduktion um 15 % höher sein als bei handelsüblichen PV-Technologien, was die Kosten für die Stromerzeugung senkt. Ihre Produktion nahm die Anlage in Catania im Sommer 2019 auf, mit einem Hochlauf zur vollen Produktionskapazität von 200 MWp/Jahr. Viele Prozessentwicklungen, die noch in der Qualifizierungsphase sind, sollen in die Fertigungslinie integriert werden. Derzeit werden Zuverlässigkeitsstudien zu Materialien und Modulen durchgeführt und sollen dann der Forschung zur Verfügung gestellt werden. Anschließend werden die wichtigsten Ergebnisse dieser ersten Produktionsphase auf größeren Branchenkonferenzen präsentiert. Ein Schub für das europäische PV-Ökosystem Die Forschergruppe von AMPERE führt derzeit eine Studienreihe zur technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Nachhaltigkeit der neuen Technologie und der 200-MW-Anlage durch. Dabei sollen die Rentabilität der Technologie hinsichtlich Durchsatz, Zuverlässigkeit, Kosten, Effizienz und Bankfähigkeit des Projekts demonstriert werden, um zu zeigen, ob Kosten und Leistung der Endprodukte wettbewerbsfähig sind. „Vor allem ist unser Ziel, über die gesamte PV-Wertschöpfungskette hinweg – also vom Material über Geräte bis hin zu Zell- und Modulherstellern – innovative und wettbewerbsfähige Fertigungslösungen für den europäischen PV-Sektor zu entwickeln“, schließt Colletti. „Dies sollte den Weg für die erste europäische Anlage ebnen, die für die Stromerzeugung im Gigawattbereich gerüstet ist.“

Schlüsselbegriffe

AMPERE, Photovoltaik (PV), Zelle, Heterojunction-Technologie (HJT), Produktionsanlage, PV-Modul, Solar, Produktionsanlage, Elektrizität, bifacial, beidseitig lichtempfindlich

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