Solarparks offenstehen gen gleicher Fläche zusammensetzen höheren Ertrag

Um Klimaneutralität zu klappen, muss die Nutzung erneuerbarer Energiequellen massiv gesteigert werden. „Große Solarparks sind in diesem Zusammenhang sehr wichtig“, sagt Nina Munzke. Dieser Forscher am Institut pro Elektrotechnik (ETI) des KIT initiierte dasjenige Projekt Solarpark 2.0 am Batterietechnikum des KIT.

„In der Tat ist es in den gesperrt besiedelten Regionen welcher Welt ein Problem, größere Flächen pro solche Anlagen zu finden. Um unsrige Klimaziele trotzdem zu klappen, zu tun sein vorhandene Flächen klar effizienter genutzt werden.“ Im Projekt Solarpark 2.0 gedeihen Forscher dazu elektronische Komponenten und Verfahren. „Wir wollen die Leistung von Photovoltaikanlagen unter ungünstigen Bedingungen wie Verschattung, Verschmutzung oder Alterung steigern und den Wirkungsgrad und Stromertrag optimieren“, sagt Munzke.

Erhöhte Erträge durch neuartige Leistungselektronik
Um ein Photovoltaikmodul mit maximaler Nützlichkeit zu nutzen, muss es nahe an seinem Maximum Power Point (MPP) funktionieren. „Die Leistung des Moduls ergibt sich aus dem Strom multipliziert mit welcher Spannungshöhe. Am MPP ist die Leistung am größten, dasjenige heißt, welcher maximal mögliche Ertrag wird erreicht“, sagt Lukas Stefanski, ETI.

Dieser MPP ändert sich jedoch mit Temperatur, Sonnenstand und anderen Faktoren. Für jedes zusammensetzen optimalen Manufaktur muss die Tonus von dort kontinuierlich entsprechend den Wünschen hergerichtet werden. Hierfür werden spezialisierte Leistungsoptimierer eingesetzt. Obgleich findet dasjenige Maximum Power Point Tracking (MPPT) in konventionellen Schaltungen hauptsächlich im Zentralwechselrichter statt.

„Wenn mehrere Photovoltaikmodule in Schlange oder Strings und mehrere Strings parallel geschaltet werden, reduzieren Abschattungen und Ausfälle einzelner Module die Stromproduktion welcher gesamten Begabung“, sagt Stefanski. „Es ist vorteilhafter, einzelne Module anzusteuern und die an den Strings anliegende Tonus je nachdem Verschaltung zu optimieren.“

Dazu kommt im Projekt Solarpark 2.0 die vom KIT patentierte HiLEM-Verdrahtung (steht pro High Efficiency Low Effort MPPT) zum Pfand. Jene Verdrahtung ersetzt Combiner Kloppen, die üblicherweise zur Parallelschaltung von Strings eingesetzt werden und ermöglicht ein effizientes MPPT gen Stringebene. Die Zusammensetzung einer HiLEM-Verdrahtung mit neuartigen Leistungsoptimierern, die verbinden von welcher Hochschule Karlsruhe und den Unternehmen BRC und PREMA entwickelt wurden, ermöglicht dann simultanes MPPT sowohl gen Zeichenfolge- denn nicht zuletzt gen Modulebene. „Dasjenige erhoben nicht nur den Ertrag welcher Photovoltaikanlage, sondern nicht zuletzt die Nutzungsdauer. Synchron werden die laufende Kosten gesenkt“, sagt Stefanski.

Geplante Versuchsanlage gen dem Unigelände Nord
Die neuen Optimierungskomponenten sollen in zwei Photovoltaik-Testanlagen mit je 30 Kilowattpeak (kWp) evaluiert werden. In einer Begabung werden Testszenarien pro die neuen Leistungsoptimierer durchgeführt. Die zweite Begabung dient denn Verweis. Jedwederlei Anlagen werden Seite an Seite gen einer freien Fläche des bestehenden Solarparks des Energy Lab 2.0 des KIT errichtet. Ein weiteres Ziel welcher Funktionieren ist die Fortgang einer KI-gestützten Methode zur Vorhersage welcher Stromproduktion von Photovoltaikanlagen gen Lager von Betriebsdaten.

Jene Methode wird dann verwendet, um unter Umständen verschattete, beschädigte oder verschmutzte Module zu identifizieren. „Damit können wir herausfinden, an welcher Stelle von Solarparks sich welcher Montage von Leistungsoptimierern lohnt“, sagt Markus Becker von ETI. Trainiert wird die KI mit Langzeitdaten aus dem bestehenden Solarpark des Energy Lab 2.0 und Datenansammlung, die dasjenige vom Institut pro Photovoltaik (ipv) welcher Universität Stuttgart entwickelte Wireless Monitoring System (WSN) sammelt.

Jenseits Solarpark 2.0
Dasjenige vom KIT koordinierte Verbundprojekt Solarpark 2.0 startete im Juli 2022 und ist gen eine Spielzeit von drei Jahren angelegt. Zu den Partnern zählen die Hochschule Karlsruhe sowie die Unternehmen BRC-Solar und PREMA Semiconductor, die verbinden die Leistungselektronik pro MPPT gen Lager anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreise (ASIC) entwickelt nach sich ziehen. ipv welcher Universität Stuttgart steuert sein WSN-System c/o und optimiert es. Dasjenige Unternehmen Solarwatt hilft dieserfalls, Leistungsoptimierer direktemang in die Photovoltaikmodule zu integrieren. Dieser Solarpark 2.0 hat ein Projektvolumen von rund 3,4 Mio. Euro. Dasjenige Projekt wird vom Bundesministerium pro Wirtschaft und Schutz des Klimas mit rund 2,5 Mio. Euro gefördert.

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