Das SIMON-Projekt knüpft an das erfolgreiche SITEF-Projekt an. In SITEF wurde die Anwendbarkeit des silicon-basierten Wärmeträgerfluids (SHTF) HELISOL® 5A im Zusammenspiel mit den für den Betrieb erforderlichen Komponenten (vor allem Receiver und Rotation and Expansion Performing Assembly, REPA) in der Größenordnung eines Parabolrinnen-Loops bei Temperaturen von 425 °C demonstriert. Während das SITEF-Projekt auf die Demonstration der Machbarkeit ausgerichtet war, zielt das SIMON-Projekt auf die Unterstützung und Beschleunigung der Markteinführung durch die Absenkung identifizierter Hindernisse.
SIMON demonstriert neben der Fluidstabilität des neu entwickeltem SHTFs HELISOL® XA auch die Langzeitstabilität von Komponenten wie REPAs mittels zyklischer Lebensdauertests in einem spezifischen REPA-Teststand sowie der von Receiver Rohren und Pumpe im technischen Maßstab mit der PROMETEO Anlage (auf der Plataforma Solar de Almería, Spanien). Ferner werden für den Betrieb der Fluide erforderliche Pflege- und Aufarbeitungskonzepte demonstriert, um einerseits einen Betrieb über 25 Jahre bei begrenztem Anstieg der Viskosität von HELISOL® 5A und HELISOL® XA bei 425 °C zu ermöglichen. Andererseits soll eine für die silicon-basierten Wärmeträger geeignete Leichtsiederabtrennung entwickelt und demonstriert werden, um die sich langsam bildenden unerwünschten Zersetzungsprodukte wie Wasserstoff, Methan und alkylierte Silane in geeigneter Form abzutrennen.
Im Rahmen von SIMON sollen die neuen Fluide weitergehend charakterisiert und die Untersuchungsmöglichkeiten der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Wärmeträger bei hohen Temperaturen erweitert werden. Für die Wärmeleitfähigkeitsmessung bei hohen Temperaturen soll ein Laborgerät und für die Viskosität eine Sonde weiterentwickelt werden, die auch zum Monitoring des Alterungsverhaltens eingesetzt werden könnte. Ziel ist jeweils die Bereitstellung zuverlässiger Daten, die zur Auslegung von Kraftwerken und zur wirtschaftlichen Optimierung benötigt werden.
Das Fraunhofer HHI entwickelt in seinem Vorhaben die nötige Sensorik zur Überwachung der Parameter Temperatur, Dehnung und Stromstärke eines Hochleistungsbatteriesystems zur Erbringung von Momentanreserve. Grundlage der Sensorik sind Faser Bragg-Gitter (FBG), welche am HHI mittels fs-Laserpulsen in Standardglasfasern aus dem Telekommunikationsbereich prozessiert werden können. Die Herausforderung des Vorhabens besteht in der hohen Anzahl an Messstellen, der nötigen Präzision sowie dem geringen Zeitbereich (Millisekunden) in dem die Überwachung erfolgen muss. Zum Messen des elektrischen Stromes ist es Ziel des Vorhabens einen völlig neuartigen Stromsensor zu entwickeln, welcher auf Grundlage von Wellenleitern in magneto-optisch aktiven Materialien, zum Beispiel Cer dotiertem Yttrium-Eisen-Granat, funktioniert. Durch die Eigenschaften des Granats lässt sich ein kompakter Sensor herstellen, der mit hoher Genauigkeit und Frequenz unabhängig von elektromagnetischen Störeinflüssen den Stromfluss optisch bestimmt. Um die Ziele des Vorhabens zu erreichen, ist es zunächst nötig gemeinsam mit den Projektpartnern ein Lastenheft zu formulieren und sich auf verbindliche Anforderungen an das Gesamtsystem zu verständigen. Auf dieser Grundlage wird ein Konzept für das optische Messsystem erstellt und untersucht, wie sich die Anforderungen bestmöglich realisieren lassen. Zudem wird zu Beginn des Vorhabens ein Sicherheitskonzept erstellt und die Sensorik - sobald wie möglich - in die Batteriesysteme integriert. Parallel wird mit Alterungsuntersuchungen an Batteriezellen und -modulen begonnen. Im zweiten Projektjahr wird das Sicherheitskonzept validiert und mit dem Aufbau der optischen Messsysteme begonnen. Zudem soll eine erste Inbetriebnahme im Labor erfolgen und die Alterungsuntersuchungen werden fortgeführt. Im dritten Projektjahr wird das Gesamtsystem in Betrieb genommen und ausführliche Versuche im Labor und im Feld durchgeführt.
Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, die Kosten der Stromerzeugung aus Dünnschicht PV-Anlagen zu senken, indem Ausfallmechanismen feldgealterter Dünnschichtmodule analysiert und eine Früherkennung von Modul-Schäden, sowie deren Auswirkung auf die (Rest-)Lebensdauer entwickelt werden. Eine schnelle und zuverlässige Schadens(früh)erkennung kann helfen, vorhandene und drohende Betriebsleistungseinbrüche vorzubeugen bzw. zu erkennen und Wartungskosten zu senken. Ein Ziel von PEARL ist die Erstellung und Veröffentlichung eines umfassenden Fehler Katalogs für feldgealterte Module. Ein vergleichbarer Fehler-Katalog existiert zwar für Wafer basierte Si Module, jedoch nicht für Dünnschichttechnologien. Hierzu wird ein bildgebendes Verfahren mit Hilfe umfangreicher Studien von Modulfehlern, sowie deren Auswirkung auf den Ertrag und die Lebensdauer eines Moduls entwickelt. Weitere Ziele des Projekts sind die Verbesserung standardisierter Messmethoden zur Leistungsfeststellung und Qualitätsbewertung von PV Modulen. Insbesondere die Vorbehandlung feldgealterter Module ist derzeit nicht zufriedenstellend geklärt. In diesem Kontext wird auch ein Vergleich zwischen Typenschild Daten und tatsächlichen Leistungsdaten von PV Modulen im Feld durchgeführt.