Programm Photovoltaik Ausgabe 2009 ... - Bundesamt für Energie BFE
Programm Photovoltaik Ausgabe 2009 ... - Bundesamt für Energie BFE Programm Photovoltaik Ausgabe 2009 ... - Bundesamt für Energie BFE
7/10 einer Vorverpflichtung mit relevanten Ressourcen durch das BFE sowie die adäquaten Kommitment seitens ETH-Rat resp. EPFL Leitung. Ebenfalls essentiell waren und sind die hohe Kompetenz und die positive Motivation von Prof. M. Grätzel als wissenschaftlicher Leiter und die am LPI sowohl vorhandenen als auch neu dazu gekommenen, signifikant ergänzenden Kompetenzträger (siehe Tabelle 1). Damit waren vorerst die angestrebten Grundlagen geschaffen, dass die Schweiz in den nächsten 3-5 Jahren weiterhin im Rahmen der verfügbaren Ressourcen gezielt Spitzenforschung in PEC-Wasserspaltung betreiben kann. In einer nachfolgenden Gesprächsrunde ging es darum weiteren Schweizer PEC-relevanten Forschungsgruppen Vision und Stand von PEChouse zu verdeutlichen und diese allenfalls in einer geeigneten Form einzubinden. Institutionen mit solchen Kompetenzgruppen sind zum Beispiel: Uni Basel, EMPA Dübendorf & Thun, Uni Genf und allenfalls Fachhochschulen z.B. Hochschule für Technik Rapperswil. Zusätzlich zur Unterstützungsarbeit vom PECNet-Team erweise sich dabei das nationale SwissPEC Meeting (Mai-08) hierzu als ein wichtiger Schritt. Erwähnenswert sind die daraus resultierenden, gemeinsamen Aktivitäten mit zwei EMPA Labors (Solid-State Chemistry and Catalysis Labor unter der Leitung von Dr. A. Weidenkaff, und High Performance Ceramics Labor unter der Leitung von Prof. T. Graule), mit der Uni Basel (Chemie Department unter der Leitung von Prof. E. Constable insbesondere auch im Rahmen des zugesprochenen EU Projekts NanoPEC (siehe unten), sowie direkt zwischen EMPA und Uni Basel (siehe Figur 5). Die Kompetenzträger des PEChouse sowie das NanoPEC Projekts sind seit Ende 2008 auch massgeblich im neuen IEA-HIA Annex-26 involviert, was zur starken Erweiterung der internationalen Forschungszusammenarbeit beiträgt [9]. PEChouse strebt ferner an, ab 2009 auch Industrie-Partner in die PEC-Wasserspaltungsforschung zu involvieren. 3. Erweiterung der Ressourcen 2007 wurde versucht, die Schweizer Ressourcen für PEC Forschung im Rahmen eines EU-FP7 Calls für „Renewable energy / Fuel production using solar radiation“ durch ein Materialforschungs-Proposal Namens „PEChit = Photo-Electro-Chemical hydrogen production by innovative technology“ zu erweitern. Unter der Leitung des PECNet-Teams wurde ein Europäisches Konsortium von zehn hochqualifizierten PEC-Spitzenforschergruppen inkl. Industriepartner, bekannt aus dem IEA-HIA Annex-20, zusammengestellt. Unter anderem wurde als langfristige Arbeitsgrundlage eine aus Sicht der EU entwickelte PEC-water-splitting Roadmap aufgebaut (siehe Figur 4). Das Proposal erreichte zwar das Punktesoll, wurde aber aus Mangel an Fördermitteln letztlich nicht gefördert. Research Development Application Basics Material Components Systemintegrat. Prototyp Product PV-Electrolysis O 2 H 2 PV + System Integration A - PECHit RTD SC Photo-Anode Small Scale Demonstrators O 2H2 Semiconductor Liquid Junction + PV SC Anode+PV material samples O O H2 2 H 2 2 SC Photo Anode SC Photo-Cathode ½ Monolithic Demonstrators and Prototypes B - succeeding PECHit TREN SC Anode+PV O H2H2 2 2 SC Cat.-PV Integration SC Photo Cathode O O2H2 2 H2 SC Photo Anode+Cathode C - Parallel / succeeding SC Photo Cathode RTD + TREN Monolithic Prototypes and Products SC Photo Anode+Cathode D - succeeding Industry Projects Vision: Sustainable Fuel Solar H 2 Demonstrator Level Legend: PV-Cell - Anode Pt - SC - Cathode Pt - SC – H 2 O-bath - External Connection - today 2012 2017 2022 2027 t Figur 4: Langfristige Roadmap zur Umsetzung der Vision einer nachhaltigen solaren H2-Produktion mittels photoelektrochemischen Wasserspaltung unter Anwendung von Halbleitertechnologien in direktem Kontakt mit dem Elektrolyt (Projekt Proposal PEChit, [8]). PECNet, M.Spirig, SPF Institut für Solartechnik 4 1 2 3 5 181/290 6 Full Semiconductor Liquid Junction O O2H2 2H2 7 O H2H2 2 2 O O2H2 2 H2 H 2
In der Folge wurde auf der Basis der geleisteten Vernetzungsaktivitäten und den Erfahrungen mit der PEChit Eingabe ein angepasstes Proposal namens „NanoPEC = Nanostructured Photoelectrodes for Energy Conversion“ bei der EU eingereicht. In vielen Aspekten ähnlich zum PEChit Proposal wurde das unter FP7 Energy-NMP 2008-1 eingegebene Projekt unter Schweizer Führung auf nanotechnologie-basierte Konzepte und Methoden ausgeweitet. Ziel ist es innovative Komposit-Nanostrukturen zu schaffen, welche zu einstellbaren Funktionalitäten führen. Die Koordination wird von Prof. M. Grätzel und das Projektmanagement durch das EPFL Energy Center wahrgenommen. Im Konsortium sind EPFL, EMPA, TU Delft, Technion, University of Warsaw, University of Porto, University of Oslo und ENI S.p.A. als Industriepartner. NanoPEC wird von der EU Commission mit 2.7 Mio Euros gefördert. Neben dem EU-Projekt NanoPEC hat PEChouse zudem folgende Ressourcenerweiterungen erreicht: EPFL interne Unterstützung zur Verbesserung der Instrumentierung mittels eines X-ray Diffractometers und Marie Curie Network grants für Doktoranden. Im 2009 ist zudem geplant im 5. CCEM Call (PSI) zusammen mit der EMPA und einem noch zu wählenden Industriepartner eine PEC Wasserspaltung Eingabe vorzubereiten. Als Kompetenzerweiterung wurde am EMPA High Performance Ceramics Labor, welches im Bereich der Materialsynthese und Pulverherstellung sowie Charakterisierung international höchst renommiert und entsprechende PEC-Kompetenzen am aufbauen ist, ein SNF-Projekt mitunterstützt (neue Instrumentierung). Zeitgleich wurde ein Forschungsprogramm für die Entwicklung von Mischmetalloxiden für PEC Wasserspaltung durch eine Finanzierungskombination von EMPA, Uni Basel und dem Restbudget von PECNet gestartet [10;11]. Als ein weiteres PEC-Kompetenznetzwerk-Erweiterungsziel ist dann eine entsprechend koordinierte Eingabe im Rahmen der Europäischen „Fuel Cell and Hydrogen Joint Technology Initiative FCH JTI“ anzugehen. Hier ist im Jahre 2010 oder 2011 unter dem Titel „Low-temperature production process“ ein Call zu erwarten. Diskussion Durch die Etablierung von „PEChouse“ als Schweizer Forschungs- und Kompetenzzentrum für PEC- Wasserspaltung an der EPFL konnte der wichtigste Meilenstein im PECNet Projekt erreicht werden (siehe Figur 5). Mit dem LPI und dem EC war ein optimaler, international anerkannter Host gefunden, welcher mit hoher Kompetenz und Engagement nicht nur wissenschaftliche, sondern auch Management-Ziele (finanzielle, personelle, vernetzungs- sowie kommunikationstechnische, und repräsentative Arbeiten) kompetent bearbeiten und erreichen kann. Ebenfalls sehr vielversprechend ist in beiden Bereichen die Mischung zwischen älteren, sehr erfahrenen Kompetenzträgern und jüngeren, hochmotivierten und fachkundigen Wissenschaftlern. Ein Forschungsplan mit drei Workpackages ist vorhanden und die Ergebnisse wurden und werden wie geplant in entsprechenden Treffen und Berichten dem BFE laufend präsentiert. Im Moment scheint (bei PEChouse) ein effizientes und nachhaltiges Gleichgewicht zwischen sinnvollem Ausbaustand (Personen) und verfügbaren Ressourcen erreicht worden zu sein. Die noch zu erforschenden Grundlagenbereiche der effizienten PEC-Wasserspaltung bedingen jedoch schon bald an einen Weiterausbau von PEChouse zu denken, insbesondere im Rahmen des von FCH JTI im 2010 oder 2011 zu erwartenden Calls für „Low-temperature production processes“. PECNet, M.Spirig, SPF Institut für Solartechnik 182/290 8/10
- Page 134 and 135: Eidgenössisches Departement für U
- Page 136 and 137: 3/4 So far, experiments were perfor
- Page 138 and 139: Eidgenössisches Departement für U
- Page 140 and 141: 3/5 Tasks of the collaboration part
- Page 142: 5/5 Figure 4: Maximum achievable sh
- Page 145 and 146: Project Goals The goal is the estab
- Page 147 and 148: Evaluation 2008 and Outlook 2009 L'
- Page 149 and 150: Project Goals NAPOLYDE industrials
- Page 151 and 152: � Organic large solar panel and
- Page 153 and 154: Materials such as the conductive ca
- Page 155 and 156: National and international collabor
- Page 157 and 158: Project Goals The aim of FULLSPECTR
- Page 159 and 160: In addition, every two years, the P
- Page 161 and 162: The table below show the change of
- Page 163 and 164: The table below shows the change of
- Page 165 and 166: 4. The UV-A tests with PMMA films c
- Page 167 and 168: Introduction / Project Goals The co
- Page 169 and 170: Fig. 4. Schematic illustration of a
- Page 172 and 173: THINPV Eidgenössisches Departement
- Page 174 and 175: 3/6 IR laser source Pumping line IR
- Page 176 and 177: 5/6 Figure 2: Scheme of a monolithi
- Page 178 and 179: PECNET Eidgenössisches Departement
- Page 180 and 181: 3/10 Projektziele Dieses Forschungs
- Page 182 and 183: 5/10 und mit Stichworten katalogisi
- Page 186 and 187: 9/10 NanoPEC Partner IEA HIA Annex
- Page 188: Module und Gebäudeintegration T. S
- Page 191 and 192: Einleitung / Projektziele Obwohl be
- Page 194 and 195: ULTRALIGHT PHOTOVOLTAIC STRUCTURES
- Page 196 and 197: 3/8 Task 2. Encapsulation of Si-bas
- Page 198 and 199: 5/8 Figure 9: polyester/glass fiber
- Page 200 and 201: 7/8 Figure 16: Flexible DSCmodule F
- Page 202: Systemtechnik D. Chianese, N. Cereg
- Page 205 and 206: Aim of the project The aim of the
- Page 207 and 208: The short circuit current of each P
- Page 209 and 210: TEST cycle 11 In 2008 a new 15 mont
- Page 211 and 212: Evaluation 2008 and prospects for 2
- Page 213 and 214: 1. Traceable performance measuremen
- Page 215 and 216: formed with two standard halogen la
- Page 217 and 218: 3. Modelling and analysis (SP4) 3.1
- Page 219 and 220: Figure 3 shows a summary of the RR
- Page 221 and 222: Projektziele für 2008 � Fortfüh
- Page 223 and 224: Interessant ist die Beobachtung, da
- Page 225 and 226: Wechselrichtertests Im Bereich der
- Page 227 and 228: Stress limits for bypass diodes for
- Page 229 and 230: Objectives SoS-PV (Security of Supp
- Page 231 and 232: Finally, strategies for demand side
- Page 233 and 234: ~ Mains terminal Synchronisation &
7/10<br />
einer Vorverpflichtung mit relevanten Ressourcen durch das <strong>BFE</strong> sowie die adäquaten Kommitment<br />
seitens ETH-Rat resp. EPFL Leitung.<br />
Ebenfalls essentiell waren und sind die hohe Kompetenz und die positive Motivation von Prof. M.<br />
Grätzel als wissenschaftlicher Leiter und die am LPI sowohl vorhandenen als auch neu dazu gekommenen,<br />
signifikant ergänzenden Kompetenzträger (siehe Tabelle 1). Damit waren vorerst die angestrebten<br />
Grundlagen geschaffen, dass die Schweiz in den nächsten 3-5 Jahren weiterhin im Rahmen<br />
der verfügbaren Ressourcen gezielt Spitzenforschung in PEC-Wasserspaltung betreiben kann.<br />
In einer nachfolgenden Gesprächsrunde ging es darum weiteren Schweizer PEC-relevanten Forschungsgruppen<br />
Vision und Stand von PEChouse zu verdeutlichen und diese allenfalls in einer geeigneten<br />
Form einzubinden. Institutionen mit solchen Kompetenzgruppen sind zum Beispiel: Uni<br />
Basel, EMPA Dübendorf & Thun, Uni Genf und allenfalls Fachhochschulen z.B. Hochschule <strong>für</strong> Technik<br />
Rapperswil. Zusätzlich zur Unterstützungsarbeit vom PECNet-Team erweise sich dabei das nationale<br />
SwissPEC Meeting (Mai-08) hierzu als ein wichtiger Schritt. Erwähnenswert sind die daraus resultierenden,<br />
gemeinsamen Aktivitäten mit zwei EMPA Labors (Solid-State Chemistry and Catalysis<br />
Labor unter der Leitung von Dr. A. Weidenkaff, und High Performance Ceramics Labor unter der Leitung<br />
von Prof. T. Graule), mit der Uni Basel (Chemie Department unter der Leitung von Prof. E.<br />
Constable insbesondere auch im Rahmen des zugesprochenen EU Projekts NanoPEC (siehe unten),<br />
sowie direkt zwischen EMPA und Uni Basel (siehe Figur 5).<br />
Die Kompetenzträger des PEChouse sowie das NanoPEC Projekts sind seit Ende 2008 auch massgeblich<br />
im neuen IEA-HIA Annex-26 involviert, was zur starken Erweiterung der internationalen Forschungszusammenarbeit<br />
beiträgt [9].<br />
PEChouse strebt ferner an, ab <strong>2009</strong> auch Industrie-Partner in die PEC-Wasserspaltungsforschung zu<br />
involvieren.<br />
3. Erweiterung der Ressourcen<br />
2007 wurde versucht, die Schweizer Ressourcen <strong>für</strong> PEC Forschung im Rahmen eines EU-FP7 Calls<br />
<strong>für</strong> „Renewable energy / Fuel production using solar radiation“ durch ein Materialforschungs-Proposal<br />
Namens „PEChit = Photo-Electro-Chemical hydrogen production by innovative technology“ zu erweitern.<br />
Unter der Leitung des PECNet-Teams wurde ein Europäisches Konsortium von zehn hochqualifizierten<br />
PEC-Spitzenforschergruppen inkl. Industriepartner, bekannt aus dem IEA-HIA Annex-20, zusammengestellt.<br />
Unter anderem wurde als langfristige Arbeitsgrundlage eine aus Sicht der EU entwickelte<br />
PEC-water-splitting Roadmap aufgebaut (siehe Figur 4). Das Proposal erreichte zwar das Punktesoll,<br />
wurde aber aus Mangel an Fördermitteln letztlich nicht gefördert.<br />
Research Development Application<br />
Basics Material Components Systemintegrat. Prototyp Product<br />
PV-Electrolysis<br />
O 2<br />
H 2<br />
PV + System Integration<br />
A - PECHit<br />
RTD<br />
SC Photo-Anode<br />
Small Scale<br />
Demonstrators<br />
O 2H2<br />
Semiconductor Liquid Junction + PV<br />
SC Anode+PV<br />
material<br />
samples<br />
O<br />
O H2 2<br />
H 2<br />
2<br />
SC Photo Anode<br />
SC Photo-Cathode<br />
½ Monolithic<br />
Demonstrators and Prototypes<br />
B - succeeding<br />
PECHit<br />
TREN<br />
SC Anode+PV<br />
O<br />
H2H2 2<br />
2<br />
SC Cat.-PV Integration<br />
SC Photo Cathode<br />
O O2H2 2<br />
H2 SC Photo Anode+Cathode<br />
C - Parallel / succeeding<br />
SC Photo<br />
Cathode<br />
RTD + TREN<br />
Monolithic<br />
Prototypes and Products<br />
SC Photo Anode+Cathode<br />
D - succeeding<br />
Industry<br />
Projects<br />
Vision: Sustainable Fuel<br />
Solar H 2<br />
Demonstrator Level<br />
Legend:<br />
PV-Cell -<br />
Anode Pt -<br />
SC -<br />
Cathode Pt -<br />
SC –<br />
H 2 O-bath -<br />
External<br />
Connection -<br />
today 2012 2017 2022 2027 t<br />
Figur 4: Langfristige Roadmap zur Umsetzung der Vision einer nachhaltigen solaren H2-Produktion<br />
mittels photoelektrochemischen Wasserspaltung unter Anwendung von Halbleitertechnologien<br />
in direktem Kontakt mit dem Elektrolyt (Projekt Proposal PEChit, [8]).<br />
PECNet, M.Spirig, SPF Institut <strong>für</strong> Solartechnik<br />
4<br />
1<br />
2<br />
3<br />
5<br />
181/290<br />
6<br />
Full Semiconductor Liquid Junction<br />
O O2H2 2H2<br />
7<br />
O<br />
H2H2 2<br />
2<br />
O O2H2 2<br />
H2 H 2