Photovoltaik an der HFU (Dr. Baborie) - Hochschule Furtwangen

Projektleiter: Dr. Safi Baborie, Fakultät Computer and Electrical Engineering
Photovoltaik an der HFU
Die Hochschule Furtwangen hat der EGT Triberg das Gebäude des A-Baus zur Verfügung gestellt, um
es als Installationsfläche für Photovoltaik zu nutzen. Auf der anderen Seite wird auch durch eine
mobile Photovoltaikanlage an der HFU in Furtwangen seit April 2011 Strom erzeugt.
Ziel der Fakultät CEE ist, durch studentische Thesis- und Projektarbeiten diese zwei völlig
unterschiedlich betriebenen Anlagen zu erfassen und deren Daten zu vergleichen.
Ferner ist die Datenarchivierung und Auswertung in Relation zu anderen Standorten sehr interessant.
Die Anlage soll fern überwacht und kontrolliert geführt werden. Aus all diesen Anforderungen
resultieren eine Menge Arbeit. Arbeit, die auf der einen Seite sinnvoll und notwendig ist und auf der
anderen Seite der Forschung dient und interessierten Studenten den Inhalt vermittelt.
Die stationäre Photovoltaikanlage:
Es handelt sich um eine Anlage, die auf zwei Dachteilen zusammen über 1826 qm groß ist. Die
installierte Photovoltaikfläche beträgt ca. 485 qm, verteilt auf 292 Module à 1,66 qm. Jedes Modul
bringt eine Leistung von 210 W.
Bei den gegebenen geographischen Verhältnissen in Furtwangen ist mit einer produzierten
Jahresenergie von ca. 55 MWh zu rechnen.
Mit 0,429 Euro / kWh beträgt die Einspeisevergütung pro Jahr rein rechnerisch 23.670 Euro.
Gegenüber einem adäquaten Kohlekraftwerk sparen wir somit die Emission von über 50 Tonnen CO2
pro Jahr.
Neben dieser stationären Anlage auf den Dächern des A-Gebäudes wurde mit Unterstützung von EGT
in Triberg und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg die Konzentrator-
Photovoltaik-Anlage (CPV) auf dem Gelände der HFU zwischen dem I-Bau und dem G-Bau installiert.
Die Besonderheit dieser Anlage ist, dass das Sonnenlicht mit entsprechender Optik auf eine kleine
Fläche fokussiert wird. Dadurch verkleinert sich die relativ teure Solarfläche auf einen Bruchteil. Die
Anlage muss aber mit dem Sonnenstrahl geführt werden, damit immer gewährleistet ist, dass das Licht
auf die Solarzellen trifft.
Dies wird durch geodätische Daten programmiert und durch regelungstechnische Maßnahmen ständig
kontrolliert und nachgeführt.

Die Anlage wurde am 5. Oktober 2011 vom Rektor der Hochschule Furtwangen, Prof. Schofer, sowie
Dr. Andreas Bett vom Fraunhofer ISE und Herrn Rudolf Kastner (EGT Triberg) eröffnet.
Einige technische Daten eines einzelnen Moduls:
Type
Concetrix Solar Module CX-75-III
Concentrator Type
Pint focusing silicone on glass Frsnel lenses
Cell Units per Module 98
CD Power at 850 W/m² flashed 75 W
Voltage at MPP (V MPP) 135 V
Current an MPP(I MPP)
0,55 A
Open Circuit Voltage (V OC) 150 V
Short Circuit Current (I OC) 0,64 A
Dimension
828 mm x 428 mm x 102 mm
Weight
9,4 kg
Die Solarzellencharakteristik:
Cell Type
Cooling System
Cell Size
Max Cell Temperature
Temperature Coefficient
Triple junction solar cell
Passive cooling with copper
d=3mm
45 K over ambient temperature
0,15 % / K

Natürlich muss die Anlage gegen Wind und im Falle Furtwangens gegen Schneemassen geschützt
werden. Das heißt zusätzliche Maßnahmen müssen ergriffen werden die Anlage bei Bedarf in eine
sichere Position zu bringen.
Daher ist die Anlage mit einigen Sensoren (Wind, Lichtstrahl, Temperatur) versehen. Diese Daten
sollen langfristig gesammelt und mit klimatischen Daten korreliert ausgewertet werden.
Der Schattenwurf der in der Nähe stehenden Bäume bildet eine zusätzliche Bedingung. Auch dies wird
mit der Datenaufnahme der Anlage dokumentiert und in einer Langzeitauswertung analysiert.
Die Fakultät CEE, die das Projekt seitens der HFU betreut, hat bereits einige Projekt- und
Thesisarbeiten mit inländischen und internationalen Studenten durchgeführt. Weitere Arbeiten stehen
in den kommenden Semestern aus.
Momentan können die Daten abgegriffen, übertragen, gespeichert und ins Internet gestellt werden.
Auch eine Webcam, die der Wartung und Sicherheit der Anlage dient, wurde installiert.
Ziel ist nicht nur der Vergleich der erzeugten Energie über längere Zeit mit anderen Standorten und der
stationären Anlage auf dem Dach des A-Baus, sondern auch Rückschlüsse zu gewinnen über die
Bewegungen der mobilen Anlage und den damit verbundenen Eigenenergieverbrauch. Diese könnten
Anhaltspunkte zur eventuellen Optimierung liefern.
Ab dem nächsten Semester werden die Daten der CPV-Anlage auch auf der Homepage der HFU und
den Monitoren am Haupteingang der HFU in Furtwangen zu sehen sein.