Auf dem Weg zur energetischen Unabhängigkeit mittels erneuerbarer Energiequellen sollen bestehende Kapazitäten in Deutschland mit der Photovoltaik(PV)-Branche im Mittelpunkt drastisch ausgebaut werden. Dafür wird eine Vierfachung des jährlichen PV-Kapazitätenzubaus mit ca. 40 Mio. neuen PV-Modulen pro Jahr benötigt. Die angestrebte energetische Unabhängigkeit kollidiert mit der Ressourcenknappheit und diktiert eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung sowie eine verbesserte Modulqualität mit hoher Lebensdauer, was anhand modulschützenden, modernen Polymerfolien erreicht werden kann. Für die Verbesserung der Nachhaltigkeit und Qualitäten der Module müssen zwingend nationale Wertschöpfungsketten von Folien- und Modulherstellern, begleitet von der Expertise der Forschungseinrichtungen, aufgebaut werden. Meyer Burger (Industries) GmbH (MBI) strebt an, die Lebensdauer ihrer Module anhand der Verwendung zuverlässiger Folien zu erhöhen. Dabei stehen die folgenden Ziele im Fokus: 1. Entwicklung schnellerer Alterungsprüfungen für 40 Jahre Garantieversprechen 2. Entwicklung einer neuen langzeitstabilen Modul-BOM aus Materialien lokaler Lieferanten (Projektpartner): Verbesserung der UV-Stabilität und Erhöhung des Modulwirkungsgrades (Downshifting), Untersuchung der Wechselwirkung zwischen verschiedenen BOM-Materialien, Fokus auf POE 3. Entwicklung eines Mini-Modul-Referenzprozess für höhere Testkapazitäten in den Klimakammern 4. Vereinfachung der Fertigungsprozesse (Einsatz von Backsheets ohne Aluminium-Lage) 5. Erhöhung der Modulnachhaltigkeit: Einsatz von bleifreien Technologien, Verwendung kürzerer Energierücklaufzeiten MBI wird neue Module mit im Projekt entwickelten Folien fertigen, bewittern und testen. Die damit verbundenen notwendigen Optimierungen der Produktionsprozesse werden ausgeführt.
Zentrales Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung von Entwicklungsoptionen für die Wärmeversorgung des Wohngebäudebestands, die sozial verträglich, durch die beteiligten Akteure akzeptiert und ökonomisch sowie ökologisch vorteilhaft sind. Dabei werden regionale Unterschiede durch eine vergleichende Betrachtung von zwei Regionen mit unterschiedlicher Wachstumsdynamik berücksichtigt. Das Teilprojekt der BTU C-S befasst sich mit der Erhebung von regionalen Daten, die den Gebäudebestand (Anzahl der Ein- und Zweifamilienhäusern, ihr energetischer Sanierungsgrad) charakterisieren und beleuchtet mögliche Restriktionen bei einer energetischen Sanierung (sozioökonomische Ursachen, wie Einkommensverhältnisse, Alter der Bewohner; gebäudetechnische Gründe wie Denkmalschutz). Dabei werden zentrale Rahmenbedingungen für eine energetische Sanierung (z.B. EE-Potential, Erdgas- und Fernwärmenetze) berücksichtigt. Neben der Auswertung von statistischen Daten, sollen kommunale und regionale Energiekonzepte ausgewertet und Experteninterviews geführt werden. Auch die Immobilienmärkte in den beiden Untersuchungs-regionen werden analysiert, dabei soll der Frage nachgegangen werden, ob durch energetische Sanierungsmaßnahmen einen spürbares Preisdifferentials auf dem Immobilienmarkt zu erkennen ist. Der Unterauftragnehmer der BTU C-S das Institut für Wirtschaftsforschung Halle (IWH) analysiert Mehrfamilienhäuser hinsichtlich eines möglichen Zusammenhangs zwischen Leerstand und energetischen Sanierungsgrad. In einem weiteren Arbeitsschritt werden energetische Sanierungsmöglichkeiten hinsichtlich deren Wirtschaftlichkeit (Amortisationszeiten, Kapitalwerte und Liquiditätsbedarf) untersucht.
Ziel des Projektes ist die (Weiter-)Entwicklung und Herstellung von neuartigen organischen Farbstoffen, die einen größeren Teil des Sonnenlichtes vor allem im roten und nahinfraroten Spektralbereich stark absorbieren und gleichzeitig Halbleiter sind. Mit diesen Eigenschaften sind diese Materialien zum Einsatz in der Organischen Photovoltaik, einer neuen und preiswerten Zukunftstechnologie der regenerativen Energieerzeugung mit visionären Anwendungsmöglichkeiten, prädestiniert und sollen zu Organischen Solarzellen mit Wirkungsgraden über 10Prozent führen. Durch die Verwendung solcher synthetisch hergestellten molekularen Materialien wird die Organische Photovoltaik nachhaltig, weil sie unabhängig von verknappenden und teilweise hochgiftigen und deshalb ökologisch nicht vertretbaren Elementen, wie z.B. Cadmium, Tellur, Selen, Indium oder Gallium, die in anorganischen Dünnschichtsolarzellen Einsatz finden, ist. Die nur sehr geringe benötigte Materialmenge und deren energieschonende Herstellung führt zu einer sehr kurzen 'Energie-Rückzahlzeit' bei Organischen Solarzellen und im Gegensatz zu den etablierten Technologien zu einem stark verringertem Ausstoß des Treibhausgases CO2 bei der Herstellung.
Die Ziele des Vorhabens gliedern sich wie folgt: 1. Weiterentwicklung der Farbstoffsolarzellentechnologie zur Erreichung einer verbesserten energetischen Amortisationszeit, zur Verbreitung bestehender und zur Erschließung neuer Anwendungsfelder. Damit sollen deutliche Umweltentlastungen erzielt, neue Märkte und Arbeitsplätze geschaffen und mit Blick auf Anwendungen in Entwicklungsländern entwicklungspolitische Ziele einer nachhaltigen Entwicklung erreicht werden, 2. Entwicklung eines ressourceneffizienten Produktionsverfahrens unter Verwendung umwelt-freundlicher Chemikalien basierend auf der Siebdrucktechnik, 3. Entwicklung von Anwendungsszenarien für die Anwendung von Farbstoffsolarzellen auf Fassaden, für netzunabhängige Anwendungen und für mobile Sensoren für die Umwelttechnik, 4. Erhöhung der Richtungssicherheit der Entwicklungen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung durch Umweltwirkungsabschätzungen sowie die Ermittlung wirtschaftlicher und entwicklungspolitischer Potenziale; 5. Entwicklung von Gestaltungskonzepten für eine umweltgerechte Produktentwicklung (z. B. recyclinggerechte Konstruktion und Herstellung). Geplante Forschungsarbeiten und Arbeitsprogramm: Das Vorhaben umfasst drei Hauptteile: Im Mittelpunkt steht die kooperative Technologieentwicklung von Farbstoffsolarzellen in der Zusammenarbeit maßgeblicher Unternehmen der zukünftigen Wertschöpfungskette, wissenschaftlicher Einrichtungen und relevanter Verbände und Transferpartner. Die konkrete Technologie- und Marktentwicklung wird durch eine Innovations- und Technikanalyse unterstützt, in der Technologie- und Produkt-Roadmaps erarbeitet, Lebenszyklusanalysen durchgeführt und die Erfolgsfaktoren der Produktinnovation in der Solarwirtschaft herausgearbeitet werden. Der dritte Teil schließlich umfasst Maßnahmen zum Ergebnistransfer. Die Ergebnisse dieser drei Blöcke sind eng verzahnt und werden wechselseitig genutzt, so dass hohe Synergieeffekte erzielt werden können.
Energieversorgungsanlagen auf der Basis regenerativer Energiequellen werden in der oeffentlichen Diskussion die Eigenschaften zugeschrieben, eine besonders umweltfreundliche und unerschoepfliche Energietechnologie zu sein. Allerdings wird dabei haeufig vernachlaessigt, dass die Herstellung der Anlagen, aufgrund der im allgemeinen geringen Leistungsdichte der Energiequellen, mit einem vergleichsweise hohen Material- und Energieaufwand verbunden ist. Ziel dieser Arbeit ist es, basierend auf einer detaillierten Prozesskettenanalyse und Verfahrensbeschreibung, Massenbilanzen fuer Chalkopyrit-Solarzellen zu erstellen, die es ermoeglichen die in einen Prozessschritt eintretenden Stoffe ueber moegliche Umwandlungsreaktionen bis hin zur 'Abgabe an die Umwelt' zu verfolgen. Neben der Belastung der Umwelt mit Rest- und Abfallstoffen aus der Fertigung ist fuer die Bewertung einer energietechnischen Zukunftsoption vor allem der Kumulierte Energieaufwand von Bedeutung. Der primaerenergetisch bewertete Energieaufwand bildet die Basis fuer die Berechnung der energetischen Amortisationsdauer. Anhand der energetischen Amortisationsdauer lassen sich Aussagen darueber treffen, wie effizient eine Energietechnologie ist, d.h. in welchem Zeitraum sich die zur Herstellung aufgewendete Energie durch die Energieerzeugung der Anlage amortisiert hat.