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2. Februar 2021

Forschungsziele für Digitalisierung in der Photovoltaik

Vom schnellen Qualitätsgewinn bis zu maximaler Effizienz – eine neue Forschungsroadmap zeigt die Ziele der Digitalisierung in der Photovoltaik auf.

Zwei grobe Handlungsstränge ziehen sich durch das Dokument: Auf der einen Seite steht die Produktion von Zellen, Modulen und Komponenten, auf der anderen Seite steht die Anwendung der Photovoltaik und deren Integration in das Energiesystem. „Die zentrale Frage hinter dem Thema Digitalisierung ist: Wie bringen wir unser Energiesystem mit Unterstützung von Photovoltaik möglichst schnell auf Vordermann?“, sagt Professor Rolf Brendel, Institutsleiter am Institut für Solare Energieforschung Hameln (ISFH), der maßgeblich an den Arbeiten zur Roadmap beteiligt war. Hier sollen jahrzehntelange Erkenntnisse der Photovoltaikforschung und die Erfahrungen im Bereich der Digitalisierung verzahnt werden. Die Experten beider Bereiche sollen dafür zusammenarbeiten.

Die Roadmap ist das Ergebnis eines Workshops des Forschungsnetzwerks Erneuerbare Energien, bei dem Expertinnen und Experten aus Unternehmen und Instituten ihre Erfahrungen und Erwartungen gesammelt und gewichtet haben. Im Nachgang haben die Arbeitsgruppenleiterinnen und -leiter des Netzwerks dieses Material ausgewertet und in Form gebracht. Konkrete Zieldaten für 2024, 2028 und zuletzt 2035 geben hier nun die Reihenfolge der anstehenden Forschungsarbeiten wieder.

Selbstlernende Fabrik anhand von Digitalen Zwillingen

So steht zum Thema Datengeneration für 2024 beispielsweise die Entwicklung spezieller und kostengünstiger Sensorik etwa für modulgenaue Messungen im Kraftwerksverbund an, beziehungsweise zu erforschen, wie die bereits vorhandenen Sensoren bestmöglich ausgenutzt werden können. Digitale Methoden sind bereits jetzt essenziell in aktuellen Forschungsprojekten. „Wir versuchen ständig Dinge zu optimieren und bilden sie ständig digital ab“, erläutert Rolf Brendel. „Aber die Bewusstheit für die Chancen der Digitalisierung hat durch deren schnellen Fortschritt auch in unseren Forschungsbereichen zugenommen und zu einem neuen Blick darauf geführt.“

Für 2035 klingen die Ziele der Roadmap schon abstrakter, etwa die Entwicklung von Digitalen Zwillingen der gesamten Produktion als Basis einer selbstlernenden Fabrik. „Es war etwas Neues in dem Workshop, sich hier klar zu positionieren und eine solche Zukunftsvision zu formulieren, die Digitalisierung und Photovoltaik zusammenbringt“, berichtet Professor Andreas Bett, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE, der ebenfalls maßgeblich an der Roadmap mitgearbeitet hat. Langfristig sehen die Autorinnen und Autoren den Gewinn der Digitalisierung in einer effizienteren und wirtschaftlicheren Photovoltaik. „Deutschland ist jetzt bei 50 Prozent erneuerbaren Energien bei der Stromproduktion – und es wird mehr Photovoltaik dazukommen“, sagt Andreas Bett. „Flexibel und intelligent Photovoltaik zu betreiben ist daher ein langfristiges Ziel, um auch die maximale Nutzung der erzeugten Energie zu bekommen.“

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