Photovoltaik-Benchmark-Anlage Mont-Soleil

Auf dem Mont-Soleil soll eine Photovoltaik-Benchmark-Anlage entstehen, mit der PV-Module unterschiedlicher Hersteller aus aller Welt bezüglich ihres Energieertrags und ihrer Qualität wissenschaftlich fundiert bewertet und verglichen werden können.

Steckbrief

  • Lead-Departement(e) Technik und Informatik
  • Institut Institut für Energie- und Mobilitätsforschung
    IEM / Photovoltaiksysteme
  • Laufzeit (geplant) 01.01.2023 - 31.12.2025
  • Projektverantwortung Prof. Dr. Christof Bucher
  • Projektleitung Matthias Burri
  • Projektmitarbeitende Mischa Benjamin Müller
    Sina Julia Spring
  • Partner Société Mont-Soleil
    Espace Découverte Energie
  • Schlüsselwörter Photovoltaik, PV, Solarenergie, Mont-Soleil, PV-Module

Ausgangslage

Seit 1988 wird auf dem 1270 Meter hohen Mont-Soleil im Berner Jura im Bereich der Photovoltaik international anerkannte Arbeit zu Forschung, Entwicklung und Demonstration geleistet. Im Fokus stehen Wirkungsgrade, Langlebigkeit, Speicherung und Netzintegration von Strom aus regenerativen Energiequellen.

Das Solarkraftwerk Mont-Soleil ist weltweit eine der wenigen PV-Grossanlagen, die über 30 Jahre alt sind. Die Degradation war bisher mit 0,13 Prozent pro Jahr sehr gering. Damit hat die Anlage alle Erwartungen an Lebensdauer und Energieertrag weit übertroffen. Trotz einiger kleiner Defekte sowie optischen Alterungserscheinungen an den PV-Modulen gibt es keine dringenden Anzeichen, dass die PV-Anlage in naher Zukunft ausser Betrieb genommen werden müsste. Trotzdem ist klar, dass die Anlage nicht ewig laufen wird. Angesichts dessen befasst sich die Société Mont-Soleil seit einigen Jahren mit möglichen Zukunftsszenarien. Gleichzeitig zeigt eine 2020/21 durchgeführte Beurteilung des PV-Marktes, dass weltweit neutrale, wissenschaftliche und öffentlich zugängliche Produktvergleiche fehlen, welche die Qualität, Performance und Langlebigkeit der relevanten Module nach sachlichen Kriterien fair und objektiv beurteilen.

Mit einem Pilotprojekt soll nun ein Konzept erprobt werden, mit dem künftig in einer weltweit einzigartigen Benchmark-Anlage periodisch die relevantesten PV-Module der Schweiz, Europas und der Welt betrieben und wissenschaftlich fundiert untersucht und verglichen werden sollen. Defekte PV-Module der 30-jährigen PV-Anlage werden so sukzessive mit neuen Modulen ersetzt, womit der Wirkungsgrad und damit auch der Energieertrag der PV-Anlage verdoppelt werden. Die Informationen sollen öffentlich zugänglich gemacht werden und Forschende auf der ganzen Welt animieren, anhand der Daten weitere Untersuchungen und Auswertungen zu machen.

Vorgehen

Im Pilotprojekt geplant ist, fünf verschiedene Modultypen aus drei verschiedenen Weltregionen (CH/EU, USA, Asien) und bestehend aus vier verschiedenen Technologien (PERC, IBC, HJT, TOPcon) mit insgesamt 40 Modulen und einer Leistung von ca. 15 kW per Ende Mai 2023 zu installieren und messtechnisch zur geeigneten Erfassung und Evaluation der Daten anzuschliessen.

Das langfristige Ziel ist es, in den nächsten Jahren und Jahrzehnten die nicht mehr leistungsstarken PV-Module auf dem Mont-Soleil nach und nach durch wesentlich leistungsstärkere, weltweit relevante neue Module zu ersetzen. Die Forschenden können diese dann nach international anerkannten Methoden testen und im Langzeitbetrieb mit den seit 1992 erfassten Langzeitdaten der Anlage auf dem Mont-Soleil vergleichen.

Die Anlage auf dem Mont-Soleil würde so eine erhebliche Produktionssteigerung erfahren und gleichzeitig zum attraktiven Innovationsimpuls werden für den Markt und Bauherrschaften sowie für die industrielle und staatliche Förderung qualitativ hochstehender, gut performender und langlebiger PV-Module. Der Mont-Soleil wird damit eine neue internationale Ausstrahlungskraft erlangen und wieder vermehrt zum Magneten für Besucher*innen aus der Schweiz und dem Ausland werden. Er wird weltweit beachtete PV-Standards setzen für Qualität und Transparenz.

Die Pilotanlage wird in Zusammenarbeit mit dem PV-Labor der Scuola Universitaria Professionale della Svizzera (SUPSI) und dem PV-Labor der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in Neuenburg erstellt. Alle PV-Module werden vor der Installation am SUPSI einer detaillierten Inspektion unterzogen, in der sie auf Leistung, Temperatur- und Schwachlichtverhalten sowie Zellbrüche untersucht werden.

Ausblick

Die Pilotanlage dient der Erprobung der Mess- und IT-Systeme sowie dem Aufbau einer wissenschaftlichen Community rund um die Benchmarkanlage. Auch sollen verschiedene Stakeholder involviert und deren Interesse und Mitwirkung an der Benchmarkanlage geklärt werden.

Mit der Benchmarkanlage wird eine klare Vision verfolgt: Sie soll weltweit eine der grössten und bekanntesten PV-Anlagen werden, für die über eine nicht terminierte Zeit jährlich die relevantesten PV-Module anonym am Markt beschafft werden und die Informationen zu Initial- und Betriebsmessungen offen zur Verfügung stellt. Damit soll das Qualitätsbewusstsein insbesondere in der Schweiz, aber auch international gesteigert und ein Beitrag zur Langlebigkeit der Photovoltaik gemacht werden. So wie dies schon seit drei Jahrzehnten die Vision der PV-Anlage Mont-Soleil ist.