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Größter deutscher Solarpark in Brandenburg eingeweiht

In Brandenburg ist das gegenwärtig größte deutsche Solarkraftwerk am 20. August 2009 offiziell eingeweiht worden. Der Solarpark Lieberose nördlich von Cottbus in der Gemeinde Turnow-Preilack hat eine maximale Leistung von 53 Megawatt auf einer Grundfläche von 162 Hektar, was einer Fläche von mehr als 210 Fußballfeldern entspricht. Das Solarkraftwerk entstand auf einem früheren sowjetischen Truppenübungsplatz.

Größtes Dünnschicht Freiflächen-Solarkraftwerk Europas in Brandenburg ans Netz

BELECTRIC hat das nach eigenen Angaben größte und modernste Dünnschicht Freiflächen-Solarkraftwerk Europas in Templin, Brandenburg, an das Stromnetz angeschlossen. Mit 128 MWp installierter Nennleistung wird das Kraftwerk auf dem ehemals größten russischen Militärflughafen Gross Dölln eine wichtige Rolle bei der Versorgung des Großraums Berlin mit erneuerbaren Energien spielen.

Produktionsanlage für Trimethylgallium

Die Umicore AG & Co. KG bearbeitet Edel- und Sondermetalle und stellt metallbasiete Produkte, wie beispielsweise edelmetallhaltige Autoabgaskatalysatoren her. Das Unternehmen plant, eine neue Produktionsanlage zur Herstellung von Trimethylgallium (TMG) zu errichten. TMG wird als zentrales Vorprodukt für die Produktion von Halbleiterschichten benötigt, die wiederum in hocheffizienten Leuchtdioden, in Dünnschichtsolarzellen sowie in elektronischen Bauelementen zum Einsatz kommen. Ziel des Vorhabens ist, im Vergleich zu etablierten Verfahren die Ausbeute an TMG zu erhöhen und auf organische Lösemittel zu verzichten. Das TMG soll durch die chemische Umsetzung von Galliumtrichlorid mit einem Methylierungsmittel hergestellt werden. Entstehende Zwischenprodukte werden im Prozess rezykliert. Das resultierende Rohprodukt wird abschließend feindestilliert, um die für die Halbleitertechnik hohe Reinheit von nahezu 100 Prozent zu erreichen. Die bei der Reaktion anfallenden Restsalzschmelze werden thermisch behandelt und der verbleibende Salzkuchen entsorgt. Gegenüber dem Stand der Technik kann mit der neuen Produktionsanlage die Ausbeute an TMG, bezogen auf eingesetztes Gallium, nahezu verlustfrei realisiert werden. Weiterhin kann vollständig auf den Einsatz organischer Lösungsmittel verzichtet werden. Außerdem reduziert sich die Abfallmenge pro Kilogramm TMG um mehr als 50 Prozent. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Umicore AG & Co. KG Bundesland: Hessen Laufzeit: 2014 - 2017 Status: Abgeschlossen

Weniger kritische Rohstoffe für Umwelttechnologien

Weniger kritische Rohstoffe für Umwelttechnologien Elektromotoren, Photovoltaik, Generatoren, Batteriespeicher: Für viele nachhaltige Technologien werden seltene und teils kritische Rohstoffe benötigt. Der Ausbau solcher Umwelttechnologien droht durch Rohstoffknappheiten gedämpft zu werden. Daher gilt es, rechtzeitig auf Alternativen zu setzen, die weniger kritische Rohstoffe benötigen oder gänzlich darauf verzichten. GreenTech ist weltweit auf dem Vormarsch Technologien zur Steigerung der Ressourceneffizienz treiben weltweit die nachhaltige Entwicklung an. Der Technologie- und Industriestandort Deutschland hat diese Wachstumschancen erkannt. Der Anteil der GreenTech-Branche am Bruttoinlandsprodukt lag 2016 bei 15 Prozent und wird bis 2025 auf 19 Prozent steigen, so die ⁠ Prognose ⁠ im Umwelttechnologie-Atlas für Deutschland. Neue High-Tech Konzepte ermöglichen Umwelttechnologien, die konventionelle Produkte oder Verfahren mit geringer Ressourceneffizienz ersetzen. Rohstoff-Kritikalität als Hemmnis Schlüsseltechnologien für eine nachhaltige Entwicklung wie Elektromotoren, Generatoren, Photovoltaik, LED-Beleuchtung und Batteriespeicher basieren auf funktionalen Elementen wie Seltenen Erden, Zinn, Silber, Platin und Lithium. Wenn diese Technologien nicht nur in Deutschland sondern auch weltweit ausgebaut werden, wird sich die Nachfrage nach diesen Elementen vervielfachen. Für einige Rohstoffe zeichnen sich schon heute geologische, strukturelle, geopolitische, sozioökonomische und ökologische Versorgungsrisiken ab, weshalb sie als „kritische Rohstoffe“ gelten. So ist die Gewinnung und Weiterverarbeitung einiger Technologiemetalle mit starken Umwelt- und Gesundheitsbelastungen verbunden. Außerdem sind Reserven, Gewinnung und Raffination bei den meisten dieser Rohstoffe auf wenige Länder konzentriert. Daraus resultiert eine hohe Abhängigkeit der Hersteller von Umwelttechnologien vom globalen Rohstoffhandel, zumal der Markt für die meisten Technologiemetalle eher klein und wenig transparent ist. Substitutionsstrategie als Ausweg Es ist derzeit absehbar, dass Effizienz- und Recyclingstrategien allein nicht ausreichen werden, um die vielschichtigen Versorgungsrisiken entscheidend zu mindern und einen tiefgreifenden Ausbau der Umwelttechnologien weltweit zu gewährleisten. Es bedarf zusätzlich einer vorausschauenden Orientierung auf Substitutionsstrate¬gien, um die entsprechenden Rohstoffe zu ersetzen: Sei es durch Materialsubstitution, bei der partiell Werkstoffe oder Elemente ersetzt werden, technologische Substitution, bei der neue Technologien und Verfahren eingesetzt werden um den gleichen Umweltnutzen zu erzielen oder auch durch funktionale Substitution, bei der ein gänzlich neues Produkt- oder Dienstleistungskonzept eingeführt wird. Eine funktionale Substitution eines Fahrzeug-Abgas-Katalysators besteht beispielsweise in einem vollelektrischen Pkw, der keinen Katalysator mehr benötigt. Die ⁠ UBA ⁠-Studie „SubSKrit“ liefert eine Roadmap Um die Substitutionspotenziale zu bestimmen und systematisch zu erschließen, hat das UBA nun in einer umfassenden Studie („ SubSKrit “) eine Roadmap erarbeiten lassen. Mit dieser Roadmap werden je nach Reifegrad und Zeithorizont der Substitutionsalternativen Anreize für Maßnahmen zur Technologieentwicklung, Markteinführung, Marktdurchdringung durch Qualifizierung und Austausch sowie Anpassung der rechtlich-regulatorische Rahmenbedingungen gegeben. Hierfür wurden 115 Umwelttechnologien und über 60 Rohstoffe einem Screening sowie einer vielschichtigen Analyse unterzogen. Zunächst wurden die Technologien in Panels von Fachleuten auf ihr relatives Umweltentlastungspotenzial, ihre Marktdynamik sowie ihre Bedeutung für die deutsche Wirtschaft untersucht. Für die 40 relevantesten Technologien wurden dann die Rohstoffbedarfe in Trend- und Green Economy-Szenarien bis 2025 sowie 2050 extrapoliert und einer Kritikalitätsanalyse unterzogen. Hierbei wurden die benötigten Rohstoffe auf ihr Versorgungsrisiko, ihr ökologisches Schadenspotenzial sowie ihre strategische Bedeutung für die Wirtschaft analysiert. 20 Umwelttechnologien mit vergleichsweise hoher Kritikalität wurden auf dieser Basis in den sieben Technologiegruppen: Elektronik, Katalysatoren, Permanentmagnete, Solartechnologie, Speichertechnologien, Generatoren und Permanentmagnete sowie Sonstige priorisiert. Diese 20 Technologien sind nicht nur von besonderem umwelt- und industriepolitischem Interesse sondern auch in hohem Maße abhängig von kritischen Rohstoffen, für die zukünftige Verfügbarkeitsengpässe sehr wahrscheinlich sind. Daher wurden diese Technologien eingehend auf Substitutionsalternativen untersucht.  Dabei wurden vier Cluster deutlich: Umwelttechnologien, für die bereits heute Substitutionsalternativen auf den Markt vorhanden sind und kritische Metalle substituiert werden. Hierunter fallen bleifreie Lote, Fahrzeug-Abgas-Katalysatoren, Elektroantriebsmotoren in vollelektrischen Pkw, Hochleistungs-Permanentmagnete in der Industrie, Dünnschicht-Solarzellen, Tandemzellen, Concentrated Solar Power (CSP)-Technologie und RFID. Umwelttechnologien, die marktreife Alternativen besitzen mit deutlicher Reduzierung des Einsatzes der als kritisch identifizierten Metalle. Dazu zählen die Umwelttechnologien der Pedelec-Batterien, Hybridmotoren, Elektroantriebsmotoren der Plug-in-Hybrid-Pkw (PHEV), Lithium-Ionen-Stromspeicher und Lithium-Ionen-Batterien für Fahrzeuge. Umwelttechnologien, die Substitutionsoptionen besitzen, welche noch nicht im Markt etabliert sind, aber großes Potential für eine absehbare Marktreife besitzen. Diese Technologien sind ökonomisch noch nicht wettbewerbsfähig oder die Entwicklung ist noch nicht vollständig ausgereift. Darunter fallen weiße OLED anstelle von weißen LED sowie Permanentmagnet-Generatoren für Windkraftanlagen. Umwelttechnologien, für die keine Substitutionsmöglichkeiten im Rahmen des Projektes identifiziert werden konnten. Dazu zählen grüne Rechenzentren, Industriekatalysatoren, Pedelec-Motoren, Synchron- und Asynchron-Generatoren in Windkraftanlagen sowie GuD/Gas - Kraftwerke. Über alle Umwelttechnologien zeigt sich, dass Substitutionsalternativen deutliche Rohstoffeinsparungen von relevanten Materialien ermöglichen. Hohe Einsparpotenziale sind bei Silber, Gold, Palladium, Seltenen Erden, Lithium, Zinn, Gallium, Titandioxid, Mangan und Platin identifiziert. Beispielsweise liegt das Einsparpotential für die nur im Umfang von wenigen Tausend Tonnen pro Jahr produzierten Schweren Seltenen Erde Dysprosium 2025 bei 33 Prozent bzw. knapp 1.300 Tonnen. Dabei können die größten Einsparungen durch technologische Substitutionen bei den Elektroantriebsmotoren und bei den Hybridmotoren erzielt werden. Im Jahr 2050 liegt das Einsparpotential im Substitutionsszenario sogar bei 66 Prozent bzw. 13.300 Tonnen. Allerdings zeigte die Analyse auch auf, dass bei den Substitutionen nicht alle derzeit kritischen Rohstoffe ersetzt werden können und die Einsparung teilweise mit dem Einsatz anderer, ebenfalls kritischer Rohstoffe einhergeht. In Einzelfällen wie bei Platin kommt es auch im Substitutionsszenario unter Berücksichtigung der Elektromobilität bis 2050 zu einer Zunahme des Rohstoffbedarfs. Fazit Es ist wichtig, den Ausbau der bedeutendsten Umwelttechnologien mithilfe eines technologischen Portfolios abzusichern, das möglichst resilient gegenüber Verfügbarkeitsbeschränkungen der erforderlichen Technologiemetalle ist. Die Studie zeigt auf, dass für das Gros der Umwelttechnologien Alternativen vorhanden sind, im Besonderen in den zukunftsorientierten Technologiefeldern der Antriebssysteme, Solarenergie, Beleuchtung und Speichertechnologien. Diese können entsprechend ihrer Reifegrade zielgerichtet zu veritablen Innovationen fortentwickelt werden. Durch diese Alternativen lassen sich Rohstoffrisiken für den Ausbau der Technologien zwar nicht verhindern, aber deutlich abmildern. Mithilfe der erarbeiteten Substitutions-Roadmap sollen konzertierte Ansätze von wichtigen Akteuren des Innovationssystems aus Politik, Forschung, Wirtschaft und Verbänden unterstützt werden, um Substitutionen zu zukunftsfesten Umwelttechnologien zu ermöglichen. Die Raodmap liefert den notwendigen vorausschauenden Ansatz, der mithilfe eines regelmäßigen Monitorings fortgeschrieben werden soll. Alle vier Jahre sollten die Umwelttechnologien und dafür erforderliche Rohstoffe auf Kritikalität und Substitutionsoptionen überprüft werden. Durch die Verankerung der Roadmap lässt sich ein wichtiger Beitrag zu einer aktiven ökologischen Industriepolitik leisten, und dem besonderen Interesse Deutschlands als Nachfrager, Produzent, Exporteur und Technologieführer von Umwelttechniken gerecht werden. Linkhinweis Zusätzlich zum Abschlussbericht sind alle Arbeitsschritte der Studie „SubSKrit“ bis hin zur Roadmap in sechs zusätzlichen Arbeitsberichten dokumentiert. Wichtige Erkenntnisse und Maßnahmen sind zudem in einem englischsprachigen Empfehlungspapier sowie einer ausführlichen Summary zusammengefasst.

Teilvorhaben: Ertragsoptimierung für CIGSSe aus Durchlaufofen

Das Projekt "Teilvorhaben: Ertragsoptimierung für CIGSSe aus Durchlaufofen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Spezifisch für die CIGS-Technologie soll im Verbundvorhaben eine gezielte Verbesserung der CIGS Absorberbildung mittels industrierelevanter Prozesse, sowie der Wechselwirkungen des Absorbers mit den weiteren Schichten für verbesserte Ertragsparameter im Vordergrund stehen. Weiterhin soll gezielt für CIGS Module eine verbesserte Abbildung des Ertrags in Prognose und Messung erreicht werden. Insbesondere die unmittelbare Verknüpfung der Ertragsparameter mit spezifischen Bauteileigenschaften wie z.B. Bandlückengradient, Rauheit oder Defektdichte im Bauteil wird erstmals untersucht. Der Einfluss dieser Faktoren auf den Temperaturkoeffizienten, auf das Schwachlichtverhalten, auf die Winkelabhängigkeit der Einstrahlung und auf die spektrale Empfindlichkeit wird quantifiziert. Identifizierte Absorber werden zu geeigneten Testmodulen fertiggestellt, die dann in Freifeldanlagen installiert und getestet werden, auch zur Nachstellung gebäudeintegrierter Photovoltaik (BIPV). Als Ergebnis soll eine deutliche Verbesserung der Ertragsparameter der Solarmodule mit industriell umsetzbaren Prozessen gezeigt werden.

Crystalline silicon thin film solar cells on low temperature substrates

Das Projekt "Crystalline silicon thin film solar cells on low temperature substrates" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hahn-Meitner-Institut Berlin GmbH, Institutsteil Berlin-Adlershof, Bereich A Angewandte Physik, Abteilung Photovoltaik durchgeführt. General Information/Project Objectives: The objective of the project is to produce a low cost solar cell by depositing a high quality film of crystalline silicon onto a low cost substrate such as glass. The particular feature of this project is that the choice of substrate requires that the deposition be done at a temperature below 650 C while still maintaining a good electronic quality in the material. Attention will be paid to achieving a high efficiency for a thin film solar cell to facilitate subsequent commercialisation and to attain the cost targets. Technical Approach: The project can be divided into three topics. (I) Substrates selection and preparation ; (ii) Deposition of the film of silicon; (iii) Solar Cell processing. Here will be innovation in each topic. Mechanical texturing of the substrate will be used to enhance light confinement. A range of deposition techniques including Hot-Wire CVD, ECR-PECVD, LPCVD and sputtering will be evaluated and in some cases electron beam re-crystallisation of the deposited film will be used. The most promising technique will be selected for accelerated development after the mid term assessment. Emphasis in the solar cell processing will be given to low temperature processing using evaporated or electro less contacts rather than the conventional screen printed contacts which require high temperature firing. Supporting the main experimental work are tasks devoted to characterisation and process economics. Expected Achievements and Exploitation: The project is very much research oriented so that a further development phase will probably be required before fill commercial exploitation can take place. The immediate target is to achieve a solar cell efficiency of greater than 10 per cent on a cell area of 4 cm2 when deposited onto a glass substrate at temperature below 650 C. It is expected that the technology will be capable of achieving a manufacturing module cost of 1 ECU/Wp at a 10 Mwp pa production rate. Given a successful outcome the industrial partner will continue the development. A successful outcome will give a low cost photovoltaic module with the attractive features of silicon in low toxicity, high efficiency capability and good long term stability. The world market for PV is expected to be in excess of 300 Mwp pa by the year 2005 and a successfully developed product could command a major share of that market and stimulate further growth leading to major reductions in CO2 and other pollutant gas emissions. Prime Contractor: DP Solar Ltd.; Sunbury on Thames; United Kingdom.

Pufferschichten durch ILGAR Bandbeschichtung für Cu (In, Ga) (S. Se ) 2 Solarzellen

Das Projekt "Pufferschichten durch ILGAR Bandbeschichtung für Cu (In, Ga) (S. Se ) 2 Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH durchgeführt. Es wurde eine low-cost Roll-to-roll- / in-line Pufferschicht -Abscheidung für Dünnschichtsolarzellen mit der Spray-ILGAR Methode entwickelt. Ergebnisse: Detaillierte Erforschung des Reaktionsmechanismus mittels Massenspektrometer, Steuerung der Zusammensetzung und Effekt auf die PV Performance als Grundlage für zertifizierten Effizienz-Weltrekord für In2S3 gepufferte Zellen (16,1%). Neue ILGAR Methode für nanodot Filme. ZnS nanodots als Passivierungspuffer in Kombination mit In2S3 Deckschichten (Punktkontaktpuffer) ergeben bis 1% höhere Effizienz als In2S3 allein. Beste Wirkungsgrade: Zellen16.4% (nach dem Projekt 16.8%), Module (30x30 cm2) 13.7% (ILGAR in-line, 10mm/s), gleichwertig mit CdS-Referenzen, ebenso wie in der CIS-Solartechnik Pilotline für CIGSe Solarzellen auf Stahlband.

Commercial process outline for crystalline silicon thin film solar cells and modules

Das Projekt "Commercial process outline for crystalline silicon thin film solar cells and modules" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. General Information: Thin film technologies to fabricate solar cells offer a high potential for a breakthrough in production cost since they consume less materials and ease the introduction of mass production techniques, as compared to the currently dominating wafer-based silicon technology. One of the most promising of these thin film approaches is the crystalline silicon thin film cell. A consortium has been formed by partners from industry and from research organisations to investigate the potential of the new technology. The main goals are: - to define a cell concept appropriate to an industrial product - to show the feasibility of essential process steps - to perform a careful economic process evaluation In this project, only the high temperature approach for the silicon deposition will be discussed, and for economic reasons only chlorosilanes are discussed as silicon source. This limits the substrate materials to those that can withstand temperatures of higher than 1000 C, and which are chemically stable in contact with silicon at this high temperature. Furthermore, it has been decided to focus mainly on substrate materials based on silicon. This can be silicon itself, crystallised in form of sheets, or it can be a ceramic material based on silicon oxides, nitrides, or carbides. Expected achievements are the demonstration of: - an appropriate substrate and a low-cost fabrication technique - a fast and cost-effective deposition technique for silicon films - a cell technology which is compatible with mass fabrication - interconnection and encapsulation schemes for these new cells. An important feature of the research is the inclusion of a thorough economic evaluation. The Consortium is confident to be able to deliver data for an in-depth comparison of the new technology with other thin-film options, but also with the conventional thick silicon technique. It is the intention of this proposed work to direct research and development in the field of the crystalline silicon thin film solar cells towards the industrial perspectives. Prime Contractor: Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Institut für Solare Energiesysteme; Freiburg im Breisgau; Germany.

Super high efficiency Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells approaching 25% (Sharc25)

Das Projekt "Super high efficiency Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells approaching 25% (Sharc25)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Prime objective of the Sharc25 project is to develop super-high efficiency Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) solar cells for next generation of cost-beneficial solar module technology with the world leading expertise establishing the new benchmarks of global excellence. The project partners ZSW and EMPA hold the current CIGS solar cell efficiency world records of 21.7% on glass and 20.4% on polymer film, achieved by using high (approximately 650 centigrade) and low (approximately 450 centigrade) temperature CIGS deposition, respectively. Both have developed new processing concepts which open new prospects for further breakthroughs leading to paradigm shift for increased performance of solar cells approaching to the practically achievable theoretical limits. In this way the costs for industrial solar module production less than 0.35 Euro/Wp and installed systems less than 0.60 Euro/Wp can be achieved, along with a reduced Capex less than 0.75 Euro/Wp for factories of greater than 100 MW production capacity, with further scopes for cost reductions through production ramp-up. In this project the performance of single junction CIGS solar cells will be pushed from approximately 21% towards 25% by a consortium with multidisciplinary expertise. The key limiting factors in state-of-the-art CIGS solar cells are the non-radiative recombination and light absorption losses. Novel concepts will overcome major recombination losses: combinations of increased carrier life time in CIGS with emitter point contacts, engineered grain boundaries for active carrier collection, shift of absorber energy bandgap, and bandgap grading for increased tolerance of potential fluctuations. Innovative approaches will be applied for light management to increase the optical path length in the CIGS absorber and combine novel emitter, front contact, and anti-reflection concepts for higher photon injection into the absorber. Concepts of enhanced cell efficiency will be applied for achieving sub-module efficiencies of greater than 20% and industrial implementation strategies will be proposed for the benefit of European industries.

Large-area Organic and Hybrid Solar Cells (LARGECELLS)

Das Projekt "Large-area Organic and Hybrid Solar Cells (LARGECELLS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl Makromolekulare Chemie I durchgeführt. Objective: The task of developing large-area, thin film solar cells based on polymers as well as solid-state organic-inorganic (hybrid) systems will be undertaken. The required novel materials (charge transport polymers, semiconductor surfactants/compatibilizers and inorganic nanoparticles) will be synthesized and the compounds with the most potential will be scaled-up for the purpose of modern fabrication methods such as roll-to roll (R2R) processing. Additionally, the efficient devices will be tested and analyzed in out-door conditions in India and under accelerated ageing conditions in Israel to understand the degradation mechanism. Finally the basic information from stability studies will be used to design novel materials suitable for highly efficient devices of long-term stability. The programme is intensively intertwined with an Indian consortium, especially in the fields of novel materials, out-door testing, transfer and exchange of knowledge and methods.

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