HelioFlex - Helioflex, der flexible Sonnensimulator

Ausgangssituation, Problematik bzw. Motivation:
Sonnensimulatoren für die Prüfung von solaren Energiegewinnungsanalagen sind weit verbreitet und werden in Forschung und Industrie für die Charakterisierung elektrischer und optischer Eigenschaften eingesetzt. Der Standard für die Spektralqualität ist das AM1.5 Global Reference Spectrum,

Typische Testeinrichtungen für Photovoltaik-Module sind Solar-Flash-Tester (nur Kurzzeit-Bestrahlung), die für Leistungs- und Wirkungsgradmessungen in Kombination mit Klima- und Alterungskammern, die die Langzeitstabilität und Degradation unter realistischen Umgebungsbedingungen untersuchen.

Für solarthermische Kollektoren existieren Prüfstände mit Halogenlampen, dessen Lichtspektrum zwar für die thermische Nutzung geeignet ist, jedoch für PV-Module relevante Lichtanteile und Homogenität in der Prüffläche nicht abbilden.
Die generelle Herausforderungen bestehen insbesondere in der Nachbildung des vollständigen Sonnenspektrums und der Langzeitstabilität der Strahlung.
In Österreich ist derzeit neben einem PV-Flasher (Austrian Institute of Technology – AIT Wien) keine Indoor-Sonnensimulator für Forschung und Entwicklung verfügbar.


Ziele und Innovationsgehalt:
Im Rahmen dieses Infrastruktur-Projektes wird die Installation eines nur in wenigen Stückzahlen bisher existierenden Sonnensimulators beantragt.
Der geplante Simulator HELIOFLEX bietet die Möglichkeit, individuelle Lichtspektren oder unterschiedliche Belichtungsdauern einstellen zu können. Zudem können wesentliche Anteile des UV- oder IR-Bereichs abgedeckt werden. Mit einer geplanten Prüffläche von 2.5m x 1.5m wäre der beschriebene Prüfaufbau weltweit einmalig. Durch die vielfältigen Einstellmöglichkeiten des Simulators ergeben sich neue Möglichkeiten hinsichtlich der Entwicklung von Photovoltaik (PV)-Technologie, solarthermischen Kollektoren aber auch in der Herstellung erneuerbarer Gase mittels Photolyse und vielen andere Anwendungen, wo das Reflexions- und Absorptionsverhalten unterschiedlicher Lichtspektren bei einer Vielzahl an Oberflächen untersucht werden soll

Das vorliegende Projekt bietet daher die Möglichkeit, die Expertise und Erfahrung der FHOÖ im Bereich der Solartechnik weiter auszubauen und zu vertiefen. Aufgrund der Einmaligkeit und der vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten des Simulators bietet dieser eine ideale Grundlage für zukünftige nationale sowie internationale Forschungskooperationen.

Angestrebte Ergebnisse bzw. Erkenntnisse:
Aufbau einer HELIOFLEX-Infrastruktur zur Nachbildung von individuelle Sonnenspektren auf einer Prüffläche von 2,5m x 1,5m in Kombination mit einer Klimakammer zur Unterstützung von Forschungsprojekten in den Bereichen
- Photovoltaik
- Solarthermie
- Solare Photoreaktoren
- Lichtlenkungssysteme
- Oberflächenanalysen