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Aufbau eines LED-basierten Solarmodulmessplatzes

02.11.2018

Abbildung 1: Der LED-basierte Sonnensimulator ist mit insgesamt 16.320 LEDs bestückt, welche auf 60 Lichtboxen verteilt sind. Die Leistungsaufnahme beträgt 60KW. Die gesamte Fläche der „LED-Wand“ beträgt 2,40 x 4,70m. Deutlich sind die unterschiedlichen Farbkanäle erkennbar, welche sich in der Messebene überlagern und das Solarmodul gleichmäßig beleuchten.

Derzeit bietet die PTB im Bereich der Photovoltaik maßgeblich Kalibrierleistungen für Solarzellen an. Um das Produktportfolio auch auf Solarmodule zu erweitern, werden gerade in der neu gegründeten Arbeitsgruppe 4.53 „Solarmodule“ im Fachbereich 4.5 der PTB die dafür nötigen Labor- und Freifeld-Messplätze aufgebaut. Wie es bereits für Solarzellen der Fall ist, sollen auch für Solarmodule in Zukunft höchstgenaue Messungen angeboten werden können. Dies erfordert die Weiterentwicklung bestehender und den Einsatz neuer Messverfahren, wie beispielsweise einem kürzlich an der PTB in Betrieb genommenen LED-basierten Sonnensimulator der Firma Wavelabs aus Leipzig. Der Simulator ist das Herzstück des zukünftigen Modulmessplatzes und zeichnet sich durch insgesamt 16.320 Hochleistungs-LEDs aus, die in 18 verschiedenen individuell ansteuerbaren Farben im Wellenlängenbereich von 370 nm bis 1100 nm zur Verfügung stehen (Abbildung 1). Damit ist es möglich, das Verhalten von Solarmodulen mit einer Größe von bis zu 2 m x 1 m bei verschiedenen Lichtverhältnissen der Umwelt zu simulieren. Dieses Jahr konnten neben dem Aufbau des Simulators noch weitere wichtige Meilensteine erreicht werden wie der Umbau der Laborfläche, die Inbetriebnahme eines fünfachsigen Positioniersystems zur Modulpositionierung und die Planung und Beauftragung zur Fertigung einer speziellen Temperaturkammer für Solarmodule. Eine Temperierung der Module in Kombination mit frei einstellbaren spektralen Verteilungen ermöglicht in Zukunft die Vermessung von Prüflingen unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen für Fragestellungen aus dem Bereich des sogenannten Energy Ratings.

 

Abbildung 2: Links ist der Sonnensimulator in Nahaufnahme mit eingeschalteten blauen LEDs zu sehen. Rechts ist ein Solarmodul zu sehen, welches durch den Sonnensimulator beleuchtet wird.

 

 

Ansprechpartner:

Antje Schweitzer, FB 4.5, antje.schweitzer(at)ptb.de

Hendrik Sträter, FB 4.5, hendrik.straeter(at)ptb.de

Stefan Riechelmann, FB 4.5, stefan.riechelmann(at)ptb.de