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LEDs bringen Sonnenlicht ins Labor

Leistungsmessung an Solarmodulen mithilfe eines LED-basierten Sonnensimulators

PTB-News 2.2019
15.05.2019
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An der PTB ist seit Kurzem ein LEDbasierter Sonnensimulator im Einsatz, mit dem die spektrale Zusammensetzung, Helligkeit und Dauer der simulierten Sonnenstrahlung unabhängig voneinander variiert werden können. Er bietet damit entscheidende Vorteile gegenüber marktüblichen Xenon-Sonnensimulatoren. Solarmodule können jetzt an der PTB einem breiten Spektrum an realitätsnahen Tests unterzogen werden.

Der LED-basierte Sonnensimulator ist auf einer Fläche von 2,40 m × 4,70 m mit insgesamt 16 320 LEDs bestückt. Das farbige Licht der LEDs vermischt sich in der Messebene zu einem sonnenähnlichen Spektrum.

Solarmodule sind die entscheidenden Bauteile jeder Photovoltaikanlage. Bei der Planung einer neuen Solaranlage stehen eine Vielzahl von Modulvarianten zur Verfügung, die sich je nach Herstellungsprozess in Preis und zu erwartendem Ertrag unterscheiden. Realitätsnahe Bedingungen und geringe Unsicherheiten bei der Leistungsbestimmung von Solarmodulen helfen Herstellern und Projektierern bei der Wahl des für den Standort der Anlage am besten geeigneten Moduls und ermöglichen so eine höhere Planungssicherheit.

Derzeit bietet die PTB im Bereich der Photovoltaik maßgeblich Kalibrierleistungen für (2 × 2) cm² große Referenzsolarzellen an. Das Produktportfolio soll in Zukunft auf Messungen an bis zu (2 × 1) m² großen Solarmodulen erweitert werden. Der LED-basierte Sonnensimulator ist dabei ein wichtiger Baustein in dieser Strategie. Er vereint 16 320 Hochleistungs- LEDs zu einer leistungsstarken Lichteinheit, die die gewünschte Fläche mit Licht der Helligkeit und spektralen Zusammensetzung der Mittagssonne ausleuchten kann. Im Simulator sind 18 verschiedenfarbige LED-Typen mit Emissionsspektren von 370 nm (Ultraviolett) bis 1100 nm (nahes Infrarot) verbaut, die sich individuell einstellen lassen. Kombiniert man unterschiedliche LED-Farben, lassen sich zusätzlich zu dem in der Photovoltaik üblichen Normspektrum eine Vielzahl von Strahlungsbedingungen nachstellen, denen Solarmodule auch im Freien ausgesetzt werden.

Damit können an der PTB Messabläufe entwickelt werden, die eine realitätsnähere Ertragsbewertung von Solarmodulen ermöglichen. Denn sowohl Bewölkung als auch Sonnenhöhe verändern die auf ein Solarmodul eintreffende Sonnenstrahlung erheblich – diese Variation lässt sich mit dem Sonnensimulator nachstellen. Die Messungen ermöglichen damit die Erstellung von präziseren Ertragsprognosen neuer Photovoltaikanlagen.

Ansprechpartner:

Stefan Riechelmann
Fachbereich 4.5
Angewandte Radiometrie
Telefon: (0531) 592-4149
Opens window for sending emailstefan.riechelmann(at)ptb.de