Photovoltaik – ein Energiesystem der Zukunft

MechSi-Ergebnisse lassen sich „messen“: Das Projekt „Modellierung des mechanischen Verhaltens dünner Siliziumsubstrate und -solarzellen“ bringt die Photovoltaik als zukunftsträchtiges System der Stromerzeugung voran.

Jens Schneider verfolgt täglich die Charts – nicht die, auf denen es um bestplatzierte Songs oder Bücher geht. Es gibt Hitlisten, auf denen Trends zur Stromerzeugung und -leistung, zu Import und Export von Strom, zu Börsenstrompreisen abzulesen sind. „Amtshandlung“ zu Beginn eines jeden Arbeitstages ist für Schneider das Aufrufen der Internetseite energy-charts.de. Die bunten Grafiken sind zumeist allgemein verständlich. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE lässt die Nutzer seines Portals wissen: „Wir möchten mit dieser Website einen Beitrag zur Transparenz und Versachlichung der Diskussion um die Energiewende leisten.“ Die Daten werden von Wissenschaftlern des ISE aus vielen neutralen Quellen zusammengestellt.

Jens Schneider im Porträt

Professor Jens Schneider baut am Center for Economics of Materials die „Energiesystemanalyse“ auf. 

PRpetuum GmbH

Zur großen Fraunhofer-Familie gehört auch Jens Schneider. Am Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle arbeitet er im Center for Economics of Materials. Das CEM ist eine neue Forschungseinheit des IMWS und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Es nimmt die systemische Betrachtung von Wertschöpfung, Entwicklungsstrategien bei Werkstoffprozessen und die dafür relevanten ökonomischen Rahmenbedingungen in den Fokus. Schneider hat die Aufgabe, das Themengebiet „Energiesystemanalyse“ aufzubauen. Er werde es auf „Entwicklung“ von Energiesystemen erweitern, sagt der Wissenschaftler und formuliert seine Aufgabe so: Erst analysieren und verstehen, was im Großen passiert, dann daraus Erkenntnisse für die Region Mitteldeutschland ableiten.

MechSi ist nachhaltig

Wenn es um die Energiewende geht, fühlt sich Jens Schneider auf vertrautem Terrain. In seinem bisherigen Berufsleben befasste sich der promovierte Elektrotechniker zuletzt mit den mechanischen Eigenschaften von Silizium und der effizienten, kostengünstigen Verarbeitung von Wafern zu hochleistungsfähigen Solarmodulen. 

Solarpanel auf einem Hausdach

Auf dem IMWS-Institutsdach in Halle stehen Solarmodule, an denen sich MechSi-Ergebnisse messen lassen.

Fraunhofer CSP

„MechSi – Modellierung des mechanischen Verhaltens dünner Siliziumsubstrate und -solarzellen“ wurde fünf Jahre vom Bundesforschungsministerium gefördert – in diesem Zusammenhang auch Schneiders Stiftungsprofessur „Mechanik von Werkstoffen der Photovoltaik“ an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur HTWK in Leipzig. Die Professur wurde jetzt, nach Abschluss von MechSi, in die Honorarprofessur „Energiesystemtechnik“ umgewandelt. „Das ist ein großer Erfolg im Ergebnis des Forschungsprojektes“, freut sich Professor Schneider, der seine Vorlesungen für den Masterstudiengang „Energie-, Gebäude- und Umwelttechnik“ hält.

Solarforschung von globaler Bedeutung

Auf dem IMWS-Institutsdach in Halle stehen Solarmodule, an denen sich weitere MechSi-Ergebnisse messen lassen. „Die Erträge auf unserem Versuchsfeld bestätigen, dass bei halben Zellen die elektrischen Leitungsverluste erheblich geringer sind als bei den ganzen Zellen mit großen Flächen“, sagt Jens Schneider und dass diese Erkenntnis inzwischen in der Branche angekommen ist.
Auch wurden die Ergebnisse zur Verbesserung des Sägeprozesses mittels strukturiertem Stahldraht veröffentlicht – ein weiteres MechSi-Projekt. „Der ist effizienter, konkurriert aber weltweit mit Diamantsägen“, sagt Jens Schneider.“

Aus Sicht des Wissenschaftlers hätte die institutionelle Forschung in Anbindung an große Unternehmen aus der Solarbranche großes Potenzial, in den globalen Wettbewerb zu treten. Schneider spricht von den nötigen Rahmenbedingungen, von modernen Finanzierungsmodellen und von Förderung von Forschung und Entwicklung wie in dem MechSi-Projekt. Er sieht in der Photovoltaik in einem intelligenten Energiepark ein Energiesystem der Zukunft.