Vermeidung umweltschädlicher Materialien und Steigerung des Lebensdauerenergieertrags von Solarmodulen

Forschungsprojekt GreenSolarModules

Motivation und Problemstellung

Bislang ist die Kaufentscheidung bei Solarmodulen überwiegend preisgetrieben. Bewertungskriterien wie die Recyclingfähigkeit, die CO2-Emission bei der Herstellung oder die Vermeidung umweltbedenklicher Stoffe spielen eine untergeordnete Rolle. Eine auf EU-Ebene erarbeitete Ökodesign-Verordnung mit dazugehörigem Energielabel für Solarmodule soll Produkte vom Markt fernhalten, die gewisse Grenzwerte überschreiten und den Kunden Informationen zur Nachhaltigkeit des Solarmodules bereitstellen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, nachhaltige Solarmodule, Herstellungs- und Recyclingverfahren zu entwickeln und im Produktionsmaßstab zu demonstrieren, die die geplante EU-Verordnung zum Ökodesgin und Energielabel überdurchschnittlich erfüllen.

PV-Recycling
© Fraunhofer CSP
PV-Recycling

Projektziele und Lösungsansatz

Insbesondere werden die folgenden Nachhaltigkeitsmerkmale entwickelt:

  1. Recyclebarkeit und Einsatz von Sekundärrohstoffen,
  2. geringer Material- und Energieverbrauch bei der Modulherstellung,
  3. Vermeidung umweltbedenklichen Stoffe,
  4. Reparierbarkeit des Solarmoduls,
  5. Erhöhung des Jahresenergieertrages und der Modulzuverlässigkeit (Degradationsrate, Lebensdauer, Ausfall)

Die Material- und Solarmodulentwicklungen werden ganzheitlich mit einer Lebenszyklusanalyse bewertet. Als Ziel gilt es, einen CO2-Fußabdruck von unter 20 g CO2eg/kWh zu erreichen und Konzepte aufzuzeigen, die den Bedarf an Blei, Antimon und Fluor im Modul bei gleichbleibenden Kosten eliminieren, das Recycling als Sekundärrohstoff ermöglichen, die Reparatur der Bypass-Dioden erlauben und eine geringe Degradation und eine hohe Lebensdauer aufweisen.

Projektsteckbrief

Projekttitel GreenSolarModules – Nachhaltiges Moduldesign, Effizienz, LCA, Reparierbarkeit und Transfer
Laufzeit 06/2023 - 05/2025
Förderung BMWK
Fördervolumen
Fraunhofer CSP
947.294 €
Kooperationspartner
  • Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
  • Technische Hochschule Köln
  • SOLARWATT GmbH
  • GMB Glasmanufaktur Brandenburg GmbH
  • EXXERGY GmbH
Projektleiter
am Fraunhofer CSP
Dr. Bengt Jäckel
Peter Henatsch
Ziel
  • Vergleich/Bewertung unterschiedlicher Recyclingansätze
  • Entwicklung von Sb-armen bzw. Entwicklung von Strategien für ein Sb-freies Glas unter Berücksichtigung der Nachweisgrenze
  • Bewertung umweltschädlicher Materialien in Bezug auf RoHS, LCA, Kosten und Qualität
  • Bewertung dünner Gläser
  • Degradationsanalyse mittels FEM und beschleunigter Prüfung

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Bengt Jäckel

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Dr.-Ing. Bengt Jäckel

Gruppenleiter »PV-Module, Komponenten und Fertigung«

Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik
Otto-Eißfeldt-Straße 12
06120 Halle (Saale)

Telefon +49 345 5589-5135

Fax +49 345 5589-5999

Andreas Obst

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Dr. Andreas Obst

»PV-Recycling«

Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP
Otto-Eißfeldt-Str. 12
06120 Halle (Saale)

Telefon +49 345 5589-5613

Fax +49 345 5589-5999