TÜV Rheinland
Sonnensimulator für CPV-Module
Der TÜV Rheinland hat in seinem Solarprüfzentrum in Köln einen neuen Sonnensimulator zur Charakterisierung von Konzentrator-Photovoltaik-Modulen (CPV) in Betrieb genommen.
CPV-Module bündeln die Sonneneinstrahlung mit Linsen und Spiegeln, so dass das Licht mit ungefähr 500-facher Verstärkung auf kleine, höchsteffiziente Solarzellen trifft, die sonst nur bei Satelliten im Weltraum eingesetzt werden. Dadurch lässt sich ein Wirkungsgrad von über 30 Prozent erreichen, in Einzelfällen sogar bereits von über 40 Prozent. CPV-Module müssen zwar zur Bündelung des Lichts stets nach dem Sonnenstand ausgerichtet werden, allerdings ist die Technologie in Regionen mit sehr hoher direkter Sonneneinstrahlung besonders erfolgversprechend.
Dank des neuen Simulators des TÜV Rheinlands können vergleichende Messungen für kommerziell genutzte CPV-Module nun wesentlich präziser vorgenommen werden. Denn die als Normbedingung vorgesehenen 25 Grad Celsius sind im Labor wesentlich präziser zu erzeugen und zu halten, als im natürlichen Sonnenlicht. »Bei dem von uns entwickelten Simulator werden hochintensive Xenon-Lampen geringer Ausdehnung in die Brennebene eines parabelförmigen Spiegels gebracht«, erläutert Dr. Gerhard Mathiak, der die Entwicklung des Teststands bei TÜV Rheinland verantwortet hat. »Das vom Spiegel zurückgeworfene Licht ist genauso parallel wie das Licht der Sonnenscheibe auf der Erde.«
Der neue Sonnensimulator zeichnet sich unter anderem durch seine Größe aus: Der Spiegel misst 1,50 x 2 Meter, so dass im Labor weltweit einzigartig CPV-Module bis zu einer Größe von 1,80 x 1,40 Meter präzise vermessen werden können. Gleichzeitig verkürzt sich durch den neuen Blitzlicht-Sonnensimulator das Verfahren zur umfassenden Bauartqualifizierung nach IEC 62108 neuer CPV-Module. Die im Rahmen der Qualifizierung erforderlichen Leistungsmessungen können wesentlich schneller und besser reproduzierbar durchgeführt werden.
Der Blitzlicht-Sonnensimulator von TÜV Rheinland eignet sich ferner für die Messung der Kennlinien der konzentrierenden Solarzellen bei hoher Lichtintensität, um festzustellen, bei welchen Bedingungen sie größtmögliche Leistung bringen. So kann eine Fläche von fünf Zentimetern im Quadrat homogen mit 100- bis 1500-facher Solarstrahlung beleuchtet werden.
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