Leicht, flexibel und individuell anpassbar: Gedruckte innovative Photovoltaik-Technologien (sog. „emerging photovoltaics“) bieten mehr als die Erzeugung von nachhaltiger Energie. Ein Anwendungsbeispiel mit Mehrfachnutzen ist die Agri-Photovoltaik (kurz: Agri-PV), die ein enormes Potenzial für Deutschlands Energiewende bietet. Prof. Ulrich Schurr, Direktor des Instituts für Pflanzenwissenschaften am Forschungszentrum Jülich (IBG-2), beleuchtete in seiner Keynote den weltweiten Stand und setzte damit den inhaltlichen Schwerpunkt des „3. Solar TAP Industry Days“. Einen Überblick über die Agri-PV Demonstrationsvorhaben des Forschungszentrums Jülich ergänzte Dr. Matthias Meier-Grüll (IBG-2).
Dem Industry Day vorangegangen war zuvor eine Exkursion zu verschiedenen Agri-PV Demonstrationsanlagen des Forschungszentrums Jülich. Hier konnten sich die Teilnehmerinnen und Teilnehmer eindrucksvoll vor Ort davon überzeugen, dass die Produktion von Strom und Pflanzen auf einer landwirtschaftlichen Fläche sich sinnvoll ergänzen kann:
Im Innovationslabor Agri Food-Energy-Park (AgriFEe) wird der flächeneffiziente Einsatz von Agri-/Horti-Photovoltaik unter den spezifischen Bedingungen im Rheinischen Revier untersucht. Eine Demonstrationsanlage auf etwa zwei Hektar Land zeigt, wie unter rund tausend Solarmodulen, hochwertige Beerensträucher sowie Medizinal- und Aromapflanzen gedeihen. Ein Besuch einer Himbeer-Plantage bot zudem die Gelegenheit, die Integration von Photovoltaik mit bestehenden Folientunneln zu diskutieren. Solche Anpassungen zeigen, wie flexibel Solarelemente in der modernen Landwirtschaft eingesetzt werden können, um die Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen und zur Energiewende beizutragen.
Gemeinsam mit RWE betreibt das Forschungszentrum Jülich eine weitere Demonstrationsanlage im Rheinischen Revier, die insbesondere die Erprobung neuer Technologien ermöglicht, wie z.B. das Aufstellen der Solarmodule in senkrechter Ausrichtung oder der Montage auf einer beweglichen Achse, um dem Sonnenlauf folgen zu können.
Ein zentrales Ziel der Innovationsplattform ist der Technologietransfer. Vier bestehende Transferprojekte wurden vorgestellt. Dr. Karen Forberich, HI ERN, gab ein Update über den Stand der Entwicklung des Stage-Gate-Prozesses mit dem die Helmholtz-Zentren die internen Entwicklungsprozesse für gedruckte Solarmodule optimieren.
Einen Blick hinter die Kulissen der Forschung gewährte Dr. Hans-Joachim Egelhaaf, HI ERN: Er war maßgeblich an der Entwicklung eines organischen PV-Moduls (kurz OPV) beteiligt. Dieses erreicht einen neuen zertifizierten Rekordwirkungsgrad von 14,46 Prozent. Damit konnten die Forschenden beweisen, dass organische Photovoltaik auf Sicht als Alternative zu Silizium & Co. etabliert werden kann.
Wie sich Inkjet-Verfahren für die Entwicklung von optischen Strukturen nutzen lässt erläuterte Prof. Ulrich Lemmer vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) am Beispiel der Zusammenarbeit mit dem Startup Prio Optics im Rahmen von Solar TAP.
Die Innovationsplattform arbeitet mit bereits 90 starken Partnern aus der Industrie zusammen und das Netzwerk wächst weiter. Sechs neue Unternehmen aus dem In- und Ausland stellten sich in Jülich vor:
In mehreren Workshops arbeiteten die Expertinnen und Experten aus den Bereichen Materialzulieferer, Gerätebauer, Produzenten und Anwender gemeinsam weiter an der Solar TAP Roadmap, sowie der Marktübersicht für gedruckte Photovoltaiktechnologien. Gemeinsam wurden Meilensteine bei der Implementierung verfeinert und Kritische Eigenschaften definiert.
Copyright: Ralf-Uwe Limbach / Karen Forberich / Stefanie Ditze
In der Innovationsplattform Solar TAP (kurz für „Solar Technology Acceleration Platform for emerging Photovoltaics“) sollen gemeinsam mit Industriepartnern die Technologien für diese neuen Multi-Benefit PV-Anwendungen entwickelt werden. Die Ergebnisse wollen das Forschungszentrum Jülich, das Helmholtz-Zentrum Berlin und das Karlsruher Institut für Technologie über die Plattform schnell und unkompliziert Industrie, Gesellschaft und Endverbraucher zugänglich machen.
Unter der Koordination des Helmholtz-Institutes Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien (HI ERN), einer Außenstelle des Forschungszentrums Jülich, bilden die drei Forschungseinrichtungen eine geschlossene Wertschöpfungskette, in der weltweit führende Labore und Expert:innen der Helmholtz-Gemeinschaft mitwirken.
Solar TAP ist eine von insgesamt drei Innovationsplattformen, die durch die Helmholtz-Gemeinschaft mit insgesamt 40 Millionen Euro aus dem Pakt für Forschung und Innovation gefördert werden. Ziel ist es, neue Strukturen und Möglichkeiten für den Technologietransfer und die gemeinsame Nutzung von Großgeräten, Forschungsinfrastrukturen und Daten zu schaffen.
Die Förderung für die Innovationsplattform Solar TAP beträgt 15,1 Millionen Euro für die 3-jährige Aufbauphase, die seit März 2023 gefördert wird. In enger Kooperation mit starken Partnern aus Wirtschaft und Gesellschaft wird die Plattform Transfer und Innovation in der Helmholtz-Gemeinschaft stärken und langfristig angewandte Lösungen in den Markt bringen.
Innovationslabor Agri Food-Energy-Park
Demonstrationsanlage im Rheinischen Revier
Director and Head of Research Department High Throughput Methods in Photovoltaics
Abteilungsleiter Teamleiter "High Throughput Materials and Devices"
