Эта статья находится в процессе перевода статьи Fraunhofer-Institut_für_Solare_Energiesysteme с немецкого на английский. Вы можете помочь Википедии, помогая в переводе. |
Учредитель (и) | Адольф Гетцбергер |
---|---|
Учредил | 1981 г. |
Фокус | Солнечные тепловые технологии, прикладная оптика и покрытия, фотогальваника, строительные технологии, водород и технология топливных элементов |
Директор | Андреас Бетт, Ханс-Мартин Хеннинг |
Сотрудники | 1163 |
Место расположения | Фрайбург , Германия |
Интернет сайт | http://www.ise.fraunhofer.de/en |
[1] [2] |
Институт Фраунгофера солнечной энергии системы ISE (или Fraunhofer ISE) является институтом Fraunhofer-Gesellschaft . Расположенный во Фрайбурге, Германия , Институт выполняет прикладные научные и инженерные исследования и разработки во всех областях солнечной энергетики . Fraunhofer ISE имеет три внешних филиала в Германии, которые проводят работы по разработке солнечных элементов и полупроводниковых материалов: Лаборатория и сервисный центр (LSC) в Гельзенкирхене , Технологический центр полупроводниковых материалов (THM) во Фрайберге и Центр Фраунгофера кремниевой фотоэлектрической энергии. (CSP) в Галле . [1]С 2006 года профессор доктор Эйке Р. Вебер является директором Fraunhofer ISE. Fraunhofer ISE со штатом более 1100 сотрудников является крупнейшим институтом прикладных исследований солнечной энергии в Европе. Операционный бюджет на 2012 год, включая инвестиции, составляет 74,3 миллиона евро. [2]
История [ править ]
Fraunhofer ISE была основана в 1981 году профессором Адольфом Гетцбергером во Фрайбурге, Германия. Это было первое неуниверситетское учреждение для прикладных исследований солнечной энергии в Европе. Первыми областями внимания были флуоресцентный коллектор FLUKO, прозрачная изоляция и первые шаги на пути к высокоэффективным кремниевым солнечным элементам и солнечным элементам III-V, кремниевым тонкопленочным солнечным элементам и исследованиям материалов. [3]
Уже в 1983 году был разработан первый полностью электронный так называемый «инвертор ISE» для использования в автономных фотоэлектрических системах. [ необходима цитата ] В 1986 году был произведен первый серийный продукт, в котором в качестве источника питания использовались люминесцентные коллекторы. [ необходима цитата ] В рамках программы малых фотоэлектрических устройств было разработано множество других успешных продуктов. Когда чистая комната была введена в эксплуатацию в 1989 году, началось производство высокоэффективных солнечных элементов. В 1998 году были запущены в промышленное производство покрытия для селективных поглотителей солнечной энергии, разработанные Fraunhofer ISE для солнечных тепловых коллекторов. [ необходима цитата ]
В 2011 году Fraunhofer ISE отметила свое 30-летие. С момента основания ученые получили множество престижных премий и наград за результаты своих исследований в этой области. [ какой? ]
Исследования и разработки [ править ]
Исследования солнечной энергии в Fraunhofer ISE устанавливают технические предпосылки для эффективного и экологически безопасного энергоснабжения как промышленных, так и развивающихся стран. Институт стремится отказаться от ископаемого топлива и ядерной энергетики и перейти на 100% возобновляемые источники энергии с целью предоставления доступных решений для преобразования энергии.
С этой целью институт разрабатывает материалы, компоненты, системы и процессы для фундаментальных исследований и не только. Сфера компетенции включает разработку производственных технологий и прототипов, установку и мониторинг демонстрационных систем, а также эксплуатацию внутренних и наружных испытательных и калибровочных центров. [2]
Различные области исследований Fraunhofer ISE подразделяются на следующие области бизнеса:
Энергоэффективные здания
В Fraunhofer ISE энергоэффективные здания являются одним из основных направлений исследований. Объединившись с архитекторами, опытными проектировщиками и представителями отрасли, исследователи Fraunhofer ISE оптимизируют эксплуатационные характеристики существующих зданий и разрабатывают здания будущего с учетом экономических аспектов, энергоэффективности и комфорта пользователей. Благодаря своему участию в Международном энергетическом агентстве (МЭА) Институт вносит свой вклад в установление международных граничных условий для реализации этих концепций. В этой сфере деятельности объединяются многие дисциплины: от исследования материалов и разработки покрытий до разработки компонентов и систем и, наконец, необходимых испытаний. [2]
Прикладная оптика и функциональные поверхности
Солнечные энергетические системы преобразуют падающее на землю солнечное излучение в тепловую, электрическую или химическую энергию. Чтобы лучше передавать, отражать, поглощать, фильтровать, перенаправлять или концентрировать входящее излучение, Fraunhofer ISE разрабатывает оптические компоненты и системы. Эта сфера деятельности служит междисциплинарной областью и обслуживает многие области солнечных технологий: окна и фасады, солнечные тепловые коллекторы, системы концентраторов для фотоэлектрических и солнечных электростанций, а также технологию фотоэлектрических модулей. [2]
Солнечные тепловые системы
Эта сфера деятельности охватывает рынки применения при низких и высоких температурах. Солнечные тепловые коллекторы и коллекторные системы с плоскими или вакуумными трубчатыми коллекторами находят множество применений в практике. К ним относятся системы технологической воды и солнечного отопления, системы охлаждения и вентиляции, а также системы опреснения морской воды. Также реализованы фасадно-интегрированные коллекторы. С линейными коллекторами-концентраторами достигаются рабочие температуры от 150 ° C до более 400 ° C. Как желобные, так и параболические коллекторы используются не только для выработки солнечной тепловой энергии на крупных электростанциях, но также и в более простых и экономичных установках для производства технологического тепла, технологического пара и рабочего тепла для абсорбционных чиллеров. [2]
Кремниевая фотоэлектрическая энергия. В
частности, в связи с программами вывода на рынок Японии и Германии, роль фотоэлектрической энергии приобретает все большее значение. Более 85% солнечных элементов, производимых во всем мире, основаны на кристаллическом кремнии. Соотношение цены и качества, долгосрочная стабильность и потенциал снижения затрат указывают на то, что этот лидер на рынке наземных фотоэлектрических систем сохранит свое место лидера рынка дольше, чем в ближайшее десятилетие. Опыт Fraunhofer ISE охватывает всю производственно-сбытовую цепочку фотоэлектрических систем на основе кристаллического кремния, начиная от разработки материалов и кристаллизации, до обработки солнечных элементов и технологии фотоэлектрических модулей. [2]
Фотоэлектрические модули и системы
Модульная технология превращает солнечные элементы в прочный продукт для надежной работы на фотоэлектрических электростанциях. Fraunhofer ISE поддерживает разработку продукта, концентрируясь на повышении эффективности, снижении затрат и достижении высочайшей надежности. Помимо прочего, институт предлагает свои услуги по контролю качества модулей и электростанций. [2]
Альтернативные фотоэлектрические технологии
Помимо кремниевых фотоэлектрических элементов, исследования солнечных элементов в Fraunhofer ISE также распространяются на другие фотоэлектрические технологии: с помощью полупроводников на основе III-V, таких как фосфид галлия-индия, арсенид алюминия-галлия или арсенид галлия, сегодня можно достичь наивысшей эффективности. Технология солнечных элементов на основе красителей далеко вышла за рамки лабораторных исследований, и органические солнечные элементы привлекательны, особенно из-за ожидаемых низких производственных затрат. [2]
Возобновляемые источники энергии
Строительство подключенных к сети систем является сегодня крупнейшим рынком для фотоэлектрической отрасли. Институт предоставляет консультационные услуги по планированию систем, характеризует солнечные модули и проводит технический анализ и тестирование производительности фотоэлектрических систем. [2]
Автономные источники питания также являются предметом текущих исследований института. Людям, живущим в отдаленных сельских районах, бесчисленному количеству телекоммуникационных систем, технологий измерения окружающей среды, а также портативных электронных устройств требуется автономный источник питания, независимый от сети. Для этой цели Fraunhofer ISE разрабатывает системы возобновляемой энергии. [2]
Fraunhofer ISE также занимается исследованиями в области силовой электроники и средств управления. Это включает в себя разработку и тестирование инверторов в современной лаборатории силовой электроники, а также исследования в области управления энергопотреблением, включая интеллектуальные измерения и интеллектуальные сети. [2]
В будущем автомобили будут частично или полностью работать на электричестве и потреблять энергию из сети (электрическая и от розетки). Fraunhofer ISE работает на стыке транспортных средств и энергосистемы над концепциями экологически приемлемого энергоснабжения и оптимальной интеграции транспортных средств в электросеть, включая системы учета и выставления счетов. [2]
Водородная технология
В топливном элементе водород реагирует с кислородом и высвобождает полезную энергию в виде электричества и тепла. Поскольку водород не существует в чистом виде в природе, он должен быть получен из одного из многих его химических соединений. В Fraunhofer ISE в области водородных технологий исследования сосредоточены на инновационных технологиях производства водорода и на процессах высокоэффективного преобразования водорода в электричество и тепло с использованием самого современного оборудования. Совместно с партнерами из промышленности и науки разрабатываются компоненты и полные системы топливных элементов для автономных, портативных и мобильных приложений. [1] [2] [4]
Единицы обслуживания [ править ]
В настоящее время услуги по тестированию и калибровке в лабораториях предоставляют следующие сертифицированные испытательные лаборатории:
- Солнечные тепловые системы TestLab
- Солнечные фасады TestLab
- Фотоэлектрические модули TestLab
- Фотоэлементы CalLab
- Фотоэлектрические модули CalLab
Прочие обслуживающие учреждения при лабораториях:
- Обеспечение качества фотоэлектрических станций
- Фотоэлектрическая силовая электроника
- Инверторная лаборатория
- Лаборатория тестирования аккумуляторов
- Лаборатория освещения
- Лаборатория парокомпрессионных тепловых насосов
- Лаборатория материалов с фазовым переходом (PCM)
- Испытательная лаборатория адсорбционных и пористых материалов
- Топливные элементы TestLab
Сотрудничество [ править ]
Институт является одним из членов-учредителей и ответственным членом Fraunhofer Energy Alliance, состоящего из шестнадцати институтов Fraunhofer, обладающих опытом в области энергетических технологий и исследований в области энергетики.
Институт является членом ForschungsVerbund Erneuerbare Energien (FVEE) и Агентства европейских исследовательских центров возобновляемой энергии (EUREC), а также других альянсов.
Институт поддерживает тесное сотрудничество с Исследовательским центром материалов Университета Фрайбурга , который помогает Институту в проведении фундаментальных исследований. Директор института занимает должность преподавателя в этом университете в качестве профессора физики и прикладных наук .
Спин-офф [ править ]
На сегодняшний день на базе результатов прикладных исследований Fraunhofer ISE было создано семь дочерних компаний. [5] Среди них следующие:
- В 1999 году была основана компания PSE AG, которая предоставляет услуги и знания в области солнечной энергии. Помимо составления исследований и отчетов, компания предоставляет контрольно-измерительные приборы и лабораторное оборудование на заказ.
- В 2001 году была основана Holotools GmbH (теперь temicon GmbH - holotools) для разработки и производства функциональных поверхностей для управления светом. Например, одним из конкретных направлений деятельности является производство однородных микроструктур большой площади для оптических поверхностей.
- В 2002 году компания SorTech AG (с марта 2017 года переименованная в Fahrenheit AG) была выделена для использования источников тепла для производства холода, таким образом, используя низкотемпературное тепло в качестве источника энергии вместо электричества. В результате компания Fahrenheit усовершенствовала базовую технологию, адсорбционное охлаждение, и производит чиллеры, которые используют остаточное тепло из различных источников для экономичного генерирования холода.
- Soitec Solar, основанная в 2005 году, представила на рынке инновационную фотоэлектрическую технологию, использующую концентрированный солнечный свет. С помощью этой технологии фотоэлектрические электростанции от 100 кВт до нескольких мегаватт дорабатываются, производятся и устанавливаются.
- В 2014 году была выделена компания Enit Energy IT Systems GmbH для разработки и продажи систем управления энергопотреблением для средних предприятий. Эти системы помогают клиентам получить больше информации о потреблении электроэнергии, тепла и газа. Кроме того, продукция компании обеспечивает интеллектуальное управление системой и более эффективную работу.
Персонал, инфраструктура и финансирование [ править ]
В лаборатории работает 1139 сотрудников, из которых 439 - на постоянных должностях. (по состоянию на 04/2012 г.).
Научно-исследовательский институт имеет чистую площадь 21 000 м², на которой расположены офисы, лаборатории и испытательные площадки. В настоящее время ведется строительство новых лабораторий и офисных помещений.
Операционный бюджет на 2011 год составил 61,3 миллиона евро. Всего пять процентов операционного бюджета составляло базовое финансирование, 90% из федеральных фондов Германии и 10% из государственных фондов Германии. Около 50% приходилось на исследования по контракту с промышленностью; остальная часть поступила из открытых и других источников. В 2011 году годовые инвестиции составили 7,7 млн евро. (по состоянию на 04/2012) [2]
Ссылки [ править ]
- ^ a b c «Руководство по фотоэлектрической системе» (PDF) . Баден-Вюртемберг Интернэшнл, Агентство международного экономического и научного сотрудничества . Проверено 13 июня 2012 года .
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o «Годовой отчет Fraunhofer ISE 2011» (PDF) . Институт систем солнечной энергии им. Фраунгофера ISE, Фрайбург / Германия . Проверено 13 июня 2012 года .
- ^ Янцинг, Бернвард (2011). Solare Zeiten . Фрайбург / Германия: Бернвард Янцинг. ISBN 978-3-9814265-0-2.
- ^ Franke, Вольф Д. Kompendium Erneuerbare Energien . Франкфурт-на-Майне / Германия: FAZ-Inst. für Management-, Markt- und Medieninformationen, 2009. ISBN 978-3-89981-215-2.
- ^ "Выделения - Fraunhofer ISE" . www.ise.fraunhofer.de . Дата обращения 31 мая 2016 .
Внешние ссылки [ править ]
- Домашняя страница Fraunhofer ISE (немецкий)
- Домашняя страница Fraunhofer ISE (английский)
- Домашняя страница PSE AG
- Домашняя страница temicon GmbH - holotools
- Домашняя страница Fahrenheit AG
- Домашняя страница Soitec Solar
- Домашняя страница Enit Energy IT Systems GmbH