SPF- Industrietag 2016: Zusammenarbeit von SPF und SUPSI für die PV-Systemtechnik

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1 SPF- Industrietag 2016: Zusammenarbeit von SPF und SUPSI für die PV-Systemtechnik Dr. Roman Rudel, Institutsleiter SUPSI Dr. Andreas Bohren, Leiter SPF Testing

2 Fachhochschule Südschweiz Institut für angewandte Nachhaltigkeit der bebauten Umwelt Department für Umwelt, Bau und Design 2

3 Photovoltaikbereiche am ISAAC 3

4 Entwicklungstrends am ISAAC Outdoor Testing - Charakterisieriung Gebäudeintegrierte PV MPPT Smart Grid PV Module Innovative Gebäudehülle Intelligente Energiesysteme SwissPVModule Test Centre (SPVMTC) 4

5 SUPSI und SPF: Gemeinsame Projekte Langzeitmessungen an PVT (SUPSI und SPF) y z x Glas T ce lls T p Fluidführende Röhrchen Abbildung 1: Schematische Darstellung des Aufbaus des PVT- Kollektors. Die oberste Materialschicht besteht aus Glas. Darunter liegt die Schicht mit den PV-Zellen und dem Einbettungsmaterial (etwa EVA od. PVB). Zuunterst liegt das Wärmeabnehmerblech mit den fluidführenden Kanälen. 5

6 Gemeinsame Projekte im Bereich PVT Infrarotbilder von PVT Kollektoren (SUPSI und SPF) Infrarotbilder ohne Sonneneinstrahlung Umgebungstemperatur 25 C Flüssigkeitstemperatur 55 C Infrarotbilder von PVT Kollektoren (rechts) unter realen Bedingungen. Linke Bildhälfte ein konventionelles PV Modul. 6

7 Gemeinsame Projekte im Bereich PVT Elektrische Charakterisierung PVT Modulen an der SUPSI - ISAAC Module power [W] Tbox = 25-60; Tfluid = 25 C Tbox = 25-60; Tfluid = 35 C Tbox = 25-60; Tfluid = 45 C Tbox = C; w/o fluid Tamb = 26-34; Tfluid = 5-75 C ECT[ C] 7

8 Gemeinsame Messungen im Bereich PVT Einige Ergebnisse aus den Indoormessungen T amb [ C] T fluid [ C] γ [%/ K] Data sheet Data sheet w/o fluid Outdoor (22-29) Outdoor (33-50)

9 Thermische Messungen am PVT Kollektor 9

10 Thermische Messungen am PVT Kollektor Typische Messsequenz Temperature [ C] 70 Tmod,ECT Tfluid Tamb G Pel Ptherm :30 12:00 12:30 13:00 13:30 Time [hh:mm] 14:00 14:30 15:00 Irradiance / Power Output [Wm -2 ] 10

11 PVT Wirkungsgradkennlinien PVT Wirkungsgradkennlinien ohne MPP, u= 0m/s ohne MPP, u=1.5 m/s ohne MPP, u=3 m/s Wirkungsgrad η (T m -T a )/G Betriebsparameter 11

12 PVT Wirkungsgradkennlinien PVT Wirkungsgradkennlinien 0.8 Wirkungsgrad η ohne MPP, u= 0m/s ohne MPP, u=1.5 m/s ohne MPP, u=3 m/s mit MPP, u= 0m/s mit MPP, u=1.5 m/s mit MPP, u=3 m/s (T m -T a )/G Betriebsparameter (Nettobestrahlungsstärke) 12

13 Neue Darstellung der Wirkungsgradkennlinien PVT Wirkungsgradkennlinien 0.8 Wirkungsgrad η Wirkungsgrad η = Q/(AG ) ohne MPP, u= 0m/s ohne MPP, u=1.5 m/s ohne MPP, u=3 m/s mit MPP, u= 0m/s mit MPP, u=1.5 m/s mit MPP, u=3 m/s (T m -T a )/G«Betriebsparameter Betriebsparameter Ersetzen von G durch Effektive Einstrahlung G eff 13 G eff Pel = G αa

14 Gemeinsame Publikationen Neues Modell für die Beschreibung der thermischen Leistung von PVT Modulen wurde aufgrund der gemeinsamen Messungen entwickelt. 29th European PV Solar Energy Conference (PVSEC, Amsterdam 2014) 25. OTTI Symposium Thermische Solarenergie, Bad Staffelstein

15 PVT Normierung und Prüfung, es gibt noch viel zu tun Optimierung der PVT Prüfung (Zeit/Kosten): + Prüfung als «Kollektor» (Solar Keymark) + Prüfung als PV Modul (IEC-Zertifizierung) Retesting: Was passiert wenn an einem PVT etwas geändert werden soll? 15

16 Schneelast 16

17 Schneelast Besichtigung der Anlage auf der Technical Tour 17

18 Reduzieren der Schneelastschäden SUPSI PV Standard Prüfungen Visuelle Kontrolle, Elektrische Leistung bei STC, Isolationsprüfung, Isolationswiderstand unter Benässung (Wet leakage test). Elektrolumineszenzaufnahmen. SPF Mechanische Belastung mit Hangabtrieb. Module installiert mit Montagesystem. PV Retesting (s. Eingangsprüfung) Zertifikat VKF: Geeignete Produkte 18

19 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Roman Rudel, Institutsleiter SUPSI, Dr. Andreas Bohren, Leiter SPF Testing 19