Projektlaufzeit: 07/2016 - 12/2019

Bei der Herstellung von Solarzellen und –modulen ist der wichtigste Prozessschritt die Bestimmung der elektrischen Leistungsfähigkeit unter Standard-Testbedingungen; insbesondere da er nicht nur entscheidend für die Prozesskontrolle ist, sondern auch den Wert und damit den erzielbaren Preis des Produkts bestimmt. Zu den Standard-Testbedingungen gehört, neben einer Einstrahlung von 1000W/m² und einer Modultemperatur von 25°C, das Nachstellen des Lichtspektrums der Sonne bei AM (Air Mass) von 1,5.

Im Projekt sollen hierzu auf LED basierende Solarsimulatoren, in denen verschiedenfarbige LEDs in Summe ein gemeinsames Spektrum erzeugen, optimiert werden. Die genaue zeitliche Kontrolle des Spektrums und dessen Intensität wird mittels Fuzzy-Logik weiterentwickelt, um so die stetig steigenden Anforderungen bezüglich der Genauigkeit bei der Solarzellen-Vermessung zu erfüllen. Entsprechende Fuzzy Regelungsalgorithmen ermöglichen bspw. die Verarbeitung auch unscharfer Eingangsinformationen, womit eine hohe Flexibilität bezüglich auftretender Messunsicherheiten bei der Erfassung der Regelgrößen, wie sie hier bei der Lichtintensitäts-Erfassung der LED hochgradig gegeben sind, realisiert werden kann. Zudem können Nichtlinearitäten im Systemverhalten, im vorliegenden Anwendungsfall hervorgerufen durch z. B. Absorptions- oder Sättigungseffekte der Solarzelle, berücksichtigt werden. Auch komplexe (Mehrgrößen-) Strukturen, wie die hier bspw. gegebene Notwendigkeit der Kombinationen mehrerer Farben als Eingangsgrößen der LED zur Erreichung einer optimalen Nachbildung des Sonnenlicht-Spektrums und damit höchstmöglichen Genauigkeit bei der Solarzellen-Vermessung, können adäquat einbezogen werden.

Das Forschungsprojekt FuzzySun führt Kenntnisse in der Anwendung für die Photovoltaik (Prof. Schneider) mit den Kenntnissen der mess- und regelungstechnischen Umsetzung (Prof. Rudolph) interdisziplinär zusammen.

Bundesministerium für Bildung und Forschung, im Rahmen des Programms „Forschung an Fachhochschulen"

WAVELABS Solar Metrology Systems GmbH
Fraunhofer CSP (Unterauftragnehmer)