Labor für Photovoltaik-Systeme

Seit 1988 werden am PV-Labor der Berner Fachhochschule in Burgdorf Photovoltaik-Systeme untersucht. Die Beurteilung des Langzeitverhaltens von PV-Anlagen bezüglich Sicherheit, Zuverlässigkeit und Energieertrag gehören zu den Kernkompetenzen der rund 12 Spezialist*innen des PV-Labors. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei den Wechselrichtern, deren Verhalten am Stromnetz im PV-Labor untersucht wird.

Kernkompetenz: Prüfen, Messen und Beurteilen

PV-Anlagen haben sich vom Nischenprodukt zum Mainstream entwickelt. Schon bald werden sie neben der Wasserkraft zur wichtigsten Säule der Energieversorgung der Schweiz heranwachsen. Die Herausforderungen der angewandten Forschung haben sich dabei verändert. Galt es in den 90er-Jahren noch aufzuzeigen, dass PV-Anlagen länger als fünf Jahre zuverlässig Strom produzieren können, stehen heute Themen wie Sicherheit (z. B. Brandschutz) oder Netzkonformität im Vordergrund. Dank dem kommerziellen Erfolg der Photovoltaik dringt die Technologie zudem laufend in neue Märkte vor. Jede neue Anwendung bringt dabei neue Herausforderungen und Risiken. Das PV-Labor der BFH ist dabei seiner Kernkompetenz treu geblieben: Es prüft und testet praxisnah, was die PV-Planer und Installateure selber nicht prüfen können. Dazu werden am PV-Labor auch immer wieder neue Messkonzepte und Messgeräte entwickelt.

Leistungsangebot

Das PV-Labor stellt sein Wissen und seine Expertise der öffentlichen Hand und der Privatwirtschaft zur Verfügung. Das Leistungsangebot umfasst:

Wechselrichter- und PV-Systemtests (Wirkungsgrade, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Funktionstests, Schadensanalyse, Brandfallanalyse)
Prüfung von Wechselrichtern hinsichtlich der Anforderungen zum Anschluss ans Verteilnetz (NA-Schutz, Fault Ride Through, Wirk- und Blindleistungsregelung)
Messungen von Batteriesystem in Zusammenarbeit mit dem BFH-Zentrum Energiespeicherung
Messung von leitungs- und feldgebundenen elektromagnetischen Störungen im Zusammenhang mit PV-Anlagen
Überprüfung von PV-Modulen im Labor und auf dem Feld (Kennlinienmessungen, Thermografie- und Elektrolumineszenzmessungen, potenzialinduzierte Degradation PID)
Reflexions- und Blendmessungen
Messungen im Hochspannungslabor (Isolationsfestigkeit, Resistenz gegen direkte und indirekte Blitzeinschläge)
Forschungspartnerschaft für Innosuisse-Projekte
Berechnungen, Studien und Expertisen mit Forschungscharakter

Alle Leistungen werden, wenn möglich, zu Ausbildungszwecken gemeinsam mit Studierenden der Berner Fachhochschule erbracht. Die Erkenntnisse werden, wenn nicht durch einen Industriepartner geschützt, der Öffentlichkeit in Form von Publikationen zur Verfügung gestellt.

Broschüre

Industry Relations (PDF, 1 MB)

Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM

Die Forschung des IEM fokussiert sich auf die aktuellen Themen der elektrischen Energiespeicher und Wandler, der Energieversorgung und -verteilung sowie der allgemeinen energieeffizienten Mobilität. Mit...

Kompetenzen

PV-Systeme

Der Forschungsbereich PV-Systeme umfasst Forschungsfragen, die sich um PV-Module und modulnahe Komponenten stellen und sich auf Konzepte beziehen (beispielsweise Stecker, Dioden, smarte Modulkomponenten, Zell- und Verstringungskonzepte).

Ausgewählte Forschungsgebiete

Angewandte Forschung für KMU (Innosuisse)
- Unterstützung bei Produktneu- und Weiterentwicklungen
- Messungen zur Qualitätssicherung
- Überprüfung Sicherheitsfeatures
Outdoor Prüfplätze mit Einzelmodulüberwachung
Indoor Prüfplätze
- Kennlinienmessungen mit Flasher
- Untersuchung auf Zellbrüche mittels Elektrolumineszenz
- Beurteilung auf Alterung von Zellbrüchen mit Ultraviolett-Fluoreszenz
- Steady-State Untersuchungen mit Sonnensimulator (Hotspots, Erwärmungseffekte)
Hochspannungs- und Hochstromlabor für Komponententests
Langzeitmonitoring und Qualitätstests von PV Anlagen
Benchmarking von PV-Modulen

Projekte

Kontakt

Matthias Burri
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
+41 32 321 64 32
E-Mail anzeigen

Wechselrichter

Das Wechselrichterlabor der BFH ist auf drei Bereiche spezialisiert:

Netzanschluss von Wechselrichter (Smart-Grid-Funktionen der Wechselrichter, NA-Schutz, Fault Ride Through FRT)
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
Wirkungsgradmessungen

Neben reinen PV-Netzverbundwechselrichter werden auch Inselsysteme sowie PV-Batteriesysteme geprüft. Die enge Zusammenarbeit mit dem Hochspannungslabor ermöglicht die Prüfung der Widerstandfähigkeit von Wechselrichtern gegen direkte oder indirekte Blitzeinschläge. Das PV-Labor ist Teil des BFH-Zentrums Energiespeicherung in Biel und verfügt damit über eine hochwertige Infrastruktur zur Prüfung von Batterien und den zugehörigen Systemen.

Das IT-Rückgrat des Wechselrichterlabors ist das an der BFH entwickelte browserbasierte MUSCLE-Konzept. Das Open Source Konzept nutzt Pythonprogramme, welche über Embedded Systems die Simulatoren ansteuern und Messgeräte auslesen.

Projekte

Kontakt

David Joss
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
+41 31 848 54 52
E-Mail anzeigen

Studien und Expertisen

Studien und Expertisen entstehen am PV-Labor oft dann, wenn im Rahmen einer Bachelor- oder Masterarbeit eine angewandte Forschungsfrage untersucht wird. Die entsprechenden Arbeiten können mit Praxisversuchen oder mit der Entwicklung von Software oder einfachen Tools ergänzt werden. Themen sind:

Energieertrag
Eigenverbrauch von Solarstrom
Blendung an Glasoberflächen
Simulation von Komponenten von PV-Anlagen (z. B. elektrische Simulation von Bypassdioden in PV-Modulen)

Kontakt

Infrastruktur

Das PV-Labor der BFH verfügt über folgende Infrastruktur:

Diverse PV-Anlagen verschiedenen Alters und verschiedener Technologien
Wechselrichterlabor mit programmierbaren DC- und AC-Quellen und Senken für Wechselrichterprüfungen bis zu 100 kVA
Prüfstand für Modulwechselrichter und Leistungsoptimierer
Hochspannungslabor für direkte und indirekte Blitzeinschläge, Stossstromgenerator (Gleich- und Wechselstromanwendungen)
Ortsfeste und mobile Prüfeinrichtungen zur Messung von elektromagnetischen Feldern
Sonnensimulator und Flasher
Elektrolumineszenz-Messequipment
Ultraviolett-Fluoreszenz-Messequipment
Mobiles Testequipment (Kennlinienmessgeräte, Thermografiekameras)
Klimakammer für Feuchte-Wärme-Kältetests
Steckerprüfstand zur Prüfung der Alterung von PV-Steckern