Das in diesem Monat beginnende Projekt Platform-ZERO zielt darauf ab, die allgemeine Produktionsqualität von Photovoltaikbauteilen zu verbessern und gleichzeitig die Herstellungskosten durch eine Null-Fehler-Fertigung zu senken. Dies wird durch die Anwendung von Inline-Prozessüberwachung, Steuerung und Strategien der künstlichen Intelligenz erreicht und in vier verschiedenen Pilotanlagen in vier verschiedenen Ländern umgesetzt. Das ZSW unterstützt dieses Projekt mit seinem umfangreichen Know-How im Bereich fortschrittlicher PV-Technologien und industriellen Pilotanlagen zur Validierung von Konzepten auf der Grundlage von hocheffizienten CIGS-Bauelementen.
Solarphotovoltaik (PV) leistet bereits einen wichtigen Beitrag zum europäischen Energiemix (3,1 Prozent der Bruttostromerzeugung der 28 EU-Staaten im Jahr 2020), und Solarenergie hat das Potenzial, 20 Prozent des EU-Strombedarfs im Jahr 2040 zu decken. Die jüngste Generation der PV-Technologien verbindet eine hohe Leistungsfähigkeit mit einer großen Flexibilität für die Integration in Gebäude, Fahrzeuge, Agrarvoltaik und Geräte für das Internet der Dinge. Ihre hohe Komplexität macht sie jedoch anfällig für das Auftreten kritischer Fehler schon bei kleinen Abweichungen von den Standardherstellungsbedingungen, was zu erheblichem Ausschuss in der Fertigung führt.
Platform-ZERO geht diese Herausforderung an, indem eine neue individuell anpassbare Inline-Prozessüberwachungsplattform entwickelt wird, die durch künstliche Intelligenz unterstützt wird, um eine Null-Fehler-Fertigung in der PV-Industrie der dritten Generation zu erreichen und eine frühzeitige Erkennung, Korrektur und/oder Vermeidung von vorkritischen Produktionsfehlern zu ermöglichen. Die Strategie wird in vier Pilotanlagen von Partnern aus der PV- und PV-nahen Industrie in Spanien, Deutschland, Österreich und Polen getestet. Die Pilotprojekte befassen sich mit intelligenten Beschichtungen für die Photovoltaik, hocheffizienten Solarmodulen und flexiblen Solarfolien aus verschiedenen photovoltaischen Materialien und Verfahren.
"Wir freuen uns darüber, dieses ehrgeizige Projekt zu koordinieren, das das Fachwissen von Partnern aus 6 europäischen Ländern mit einem starken Hintergrund in der weiterführenden Charakterisierung komplexer Materialien und Prozessüberwachungsmethoden vereint, darunter führende europäische Unternehmen in der Fertigung von PV-Bauelementen der dritten Generation”, so Dr. Victor Izquierdo, wissenschaftlicher Forscher bei IREC und Koordinator des Projekts Platform-ZERO.
Die photovoltaischen Materialien und Bauelemente im Rahmen dieses Projekts werden nicht auf Standard-Silizium basieren, sondern auf den sogenannten PV-Technologien der dritten Generation. Diese Materialien, wie CIGS oder Perowskite, zeichnen sich aus durch eine höhere Effizienz, niedrigere Kosten, einen geringeren ökologischen Fußabdruck und eine hohe Anpassbarkeit für moderne integrierte Anwendungen, die im Vergleich zu herkömmlichem Silizium zusätzliche Funktionen bieten können. Außerdem eignen sie sich gut für die Fertigung mit hohem Automatisierungsgrad und Industrie-4.0-Konzepten.
Innerhalb der nächsten vier Jahre wird dieses von der EU-Kommission mitfinanzierte 10-Millionen-Euro-Innovationsprojekt dazu beitragen, die Gesamtqualität von photovoltaischen Hightech-Bauteilen zu verbessern und ihre Kosten zu senken, die Wettbewerbsfähigkeit der PV-Industrie in der EU zu steigern und diese grüne Technologie zu einer zentralen Energiequelle für den Übergang Europas zur klimaneutralen Energieerzeugung zu machen.
Ein multidisziplinäres Team aus Experten aus Wissenschaft und Industrie
Das Projekt hat ein Gesamtbudget von über 10 Millionen Euro und eine Laufzeit von 4 Jahren. Das Konsortium besteht aus 12 europäischen Partnern und wird koordiniert von Victor Izquierdo von der Gruppe Solar Energy Materials and Systems am IREC (Catalonia Institute for Energy Research). Dazu gehören vier Forschungszentren und eine Universität mit fundierten Kenntnissen in der Entwicklung von Spektroskopiemethoden (IREC, HZB), Bildverarbeitung (AIT), Geräten zur optoelektronischen Bewertung (UPO), AI-Analyse (AIT, IREC, RISC) und Datenmanagement (RISC). Darüber hinaus gehören dem Konsortium zwei Forschungszentren an, die über umfangreiches Know-how im Bereich fortschrittlicher PV-Technologien und über industrielle Pilotanlagen zur Validierung von Konzepten (zwei Demo-Standorte) auf der Grundlage von hocheffizienten CIGS-Bauelementen (ZSW) und intelligenten, nanobasierten Oberflächenprozessen und -beschichtungen (Lurederra) verfügen. Schließlich wird das Konsortium durch ein KMU aus dem Bereich der Messtechnik mit großem Know-how bei der Umsetzung von Anwendungen zur Überwachung industrieller Prozesse (LENZ) und durch zwei KMU der dritten Generation in der PV-Herstellung (SUNPLUGGED und SAULE) ergänzt, die beide ihre Fertigungsstraßen für die Demonstration der Platform-ZERO-Technologie zur Verfügung stellen (zwei Demo-Standorte). Darüber hinaus sind zwei weitere KMU-Partner, R2M Solution (Frankreich) und R2M Solution SRL (Italien), für Verbreitungs-, Verwertungs- und Kommunikationsmaßnahmen zuständig.
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