ISC Konstanz e. V.

Smart Grid und Speicher mit Umsetzungspotential

Der ISC Konstanz war Projektpartner im BMWi-SINTEG-Projekt C/sells und hat auf BW-Landesebene die geförderten Smart Grid Projekte „Ehoch4 Quartier 4.0“, Smart Grid ohne Lastgangmessung Allensnbach-Radolfzell (SoLAR I  und II), die INPUT-Projekte Gemeinschaftsdienliche Energie-Ladezellen (GELaZ) und „Flotteladen“  sowie das Wasserstoff-Projekt „ÖPNV H2 Konstanz“ erfolgreich abgeschlossen. Was ist aus den Forschungsergebnissen geworden?

• Das in „SoLAR I und II“ entwickelte Energiekonzept für das Wohnquartier in Allensbach aus 12 Doppelhaushälften und zwei Mehrfamilienhäusern wird heute von den Bewohnern genutzt. Sie bezahlen im Mieterstrommodell dank lokal eingebundener PV-Anlagen, einen BHKW und einzelner Wärmepumpen einen deutlich günstigeren Strompreis im Vergleich zum reinen Netzbezug. https://solarlago.de/solar-allensbach
• Ein weiteres Ergebnis ist TH-E Box, für die Thermische und Elektrische Gebäudeenergieversorgung. Die Anlage enthält eine Wärmepumpe, eine Methanol-Brennstoffzelle, einen Speicher und einen PV-Wechselrichter sowie eine intelligente Steuerung. Mit dieser Anlage kann im Gebäude nicht nur Strom und Wärme/Kälte genau nach Bedarf bereitgestellt werden. Sondern TH-E Box kann prinzipiell auch netzdienlich eingesetzt werden, um das Stromnetz zu stützen, also z.B. auf Netzzustandsgrößen oder Preissignale reagieren, um Strom einzuspeisen oder abzunehmen.
• Der „Ladepark solarLAGO“ demonstriert, dass nicht nur 16 Fahrzeuge an einem Netzknotenpunkt problemlos geladen werden können. Sondern das System von Mahle ChargeBIG wurde dahingehend weiterentwickelt, dass das sehr dynamische Lastprofil des ISC Konstanz mit eingebunden wird – d.h. die maximale Gesamtleistung, die auf die Fahrzeuge verteilt wird, ist nicht ein fester Wert, sondern kann hochflexibel dynamisch fast sekündlich angepasst werden.
• Auf dem Bodensee verkehrt seit diesem Spätsommer das erste große Fahrgastschiff, das zwar nicht mit Wasserstoff, jedoch mit IBC-Solarzellen des ISC Konstanz energetisch gespeist wird.

Europäische Solarzellen- und Solarmodulherstellung mit Konstanzer Technologie geplant

Mit der Ratifizierung des Pariser Klima-Abkommens hat sich die EU zu einer massiven Reduzierung der Treibhausgasemissionen verpflichtet. Da jedoch China der größte Produzent von PV-Technologie ist, ist die EU in hohem Maße von Einfuhren aus China abhängig. Jedoch sollten grüne Energiequellen idealerweise ohne weltumspannende Lieferketten produziert werden. Die Einführung umfangreicher Produktionskapazitäten in der EU für Photovoltaik-Produkte, die der Nachfrage auf dem EU-Markt entsprechen, ist von entscheidender Bedeutung, um die Umsetzung der PV-Wachstumsszenarien zu gewährleisten.

Wegen seiner internationalen Ausrichtung war der ISC Konstanz im September 2022 Mitorganisator der 8. Weltkonferenz für Photovoltaik-Energieerzeugung (WCPEC-8), die in Milano stattfand. Der ISC Konstanz hat den Münchener Veranstalter WIP unterstützt, drei internationale Industrie-Foren auf die Beine zu stellen und die Ausstellungshalle wieder zu füllen, so wie vor 15 Jahren als die Photovoltaik-Herstellung in Deutschland und in der EU geboomt hatte. Auch wurde im Plenarvortrag vom ISC-Technologievorstand Dr. Kopecek vor knapp 1000 Zuschauern die ISC-Technologie vorgestellt und Wissenschaftler und die Industrie zur Kooperation aufgerufen.

Es gibt, aufgrund der neusten Entwicklungen, mittlerweile mehrere Kooperationspartner in der EU. Einer davon, ValoeCell, fertigt die Konstanzer Technologie bereits in Vilnius, Litauen. Der Kooperationspartner CARBON (Frankreich) plant diese bis 2025 im 5GW Maßstab (entspricht dem Strombedarf von 1,5 Millionen privaten Haushalten im Jahr) zu produzieren. Weitere 20GW Fabriken sind auch bereits bis 2030 angedacht.

Am 21./22. November 2022 veranstaltete der ISC Konstanz einen weiterführenden Workshop über diese Technologie als Heimspiel in Konstanz, um die internationale Forschungslandschaft und die Industrie über diese im Detail zu informieren, um dieses gemeinsam noch schneller ausrollen zu können. Im Anschluss trafen sich die Fördermitglieder des ISC Konstanz zur Beiratssitzung mit mittlerweile 40 Akteuren aus der Industrie. Als Abschluss der „Konstanzer PV Tage“ fand ein Kick-off des großen EU Projektes IBC4EU unter der Koordination von ISC Konstanz statt.

Das EU-Projekt IBC4EU, mit einem Fördervolumen von 13,5 M€, soll dazu beitragen, die Photovoltaik-Produktion zurück nach Europa zu holen. Inhalt des Projektes ist es, IBC-Solarzellen- und -Modultechnologien der nächsten Generation für die Massenproduktion mit hohem Wirkungsgrad und wettbewerbsfähigen Kosten über die gesamte Wertschöpfungskette vom Siliziumkristall bis zum fertigen Solarmodul für den Europäischen Markt zu entwickeln. IBC steht dabei für „Interdigitated Back Contact“ was letztendlich bedeutet, dass beide Elektroden, Plus- und Minuspol, auf der Rückseite der Solarzellen wechselseitig angeordnet sind. So entfallen die sonst üblichen silberfarbenen Kontaktstreifen auf der Vorderseite der Solarzellen, das Abschattungsverluste vermeidet und dem Solarmodul eine hochwertige Anmutung gibt. Das IBC4EU-Projekt von 17 Partnern der European Rear Contact Alliance (EURECA) durchgeführt, die sich aus weltweit führenden Instituten, Anlagenherstellern und PV-Produzenten aus der gesamten Wertschöpfungskette zusammensetzt.

Eine Anwendung der in Konstanz entwickelten Solarmodule kann man im Sonnendeck auf dem ersten voll elektrisch betriebenen Kursschiff der Bodenseeschiffsbetriebe, der MS INSEL MAINAU bewundern, das im September 2022 in Betrieb ging. Das Schiff erzeugt einen Teil der benötigten Energie also selbst. Berücksichtigt man, dass die MS INSEL MAINAU auch in den Pausen und über den ganzen Winter Sonnenlicht in Strom umwandelt und in das Netz einspeist, kann man davon ausgehen, dass es in der Jahresbilanz seine gesamte benötigte Fahr-Energie selbst erzeugt.

Aufgrund des stark wachsenden Platzbedarfs für Mitarbeiter und Equipment benötigt der ISC Konstanz dringend ein größeres Forschungsgebäude. Die Pläne dazu werden derzeit geschmiedet.

www.isc-konstanz.de