Photovoltaik (PV) ist die Schlüsseltechnologie für den Übergang zu einer klimaneutralen Energieversorgung. Die langfristige Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von PV-Modulen sind entscheidend für ihre Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit. Ein zentrales Problem stellt die Feuchteaufnahme in Modulen dar, die zu Leistungsverlusten, Materialdegradation und sicherheitsrelevanten Schäden führen kann. Derzeit existieren keine praxistauglichen, zerstörungsfreien Methoden zur Früherkennung von Feuchteschäden in PV-Modulen. Bisherige Untersuchungen beschränken sich auf invasive oder rein laborgestützte Verfahren, die sich nicht für eine breite Anwendung im Feld eignen.
Zentrale Fragestellung des Projektes
Im Projekt soll ein zerstörungsfreies Messverfahren zur Erkennung und Visualisierung von Feuchtigkeit im Einkapselungsmaterial entwickelt und validiert werden. Dazu soll eine Methodik entwickelt werden, die NIR-Spektroskopie mit chemometrischer Auswertung kombiniert.
Übergeordnetes Projektziel
Ziel von INSIGHT-PV ist die Entwicklung zerstörungsfreier Analyse- und Diagnosemethoden zur Erkennung und Quantifizierung von Feuchte in PV-Modulen – sowohl im Labor als auch unter realen Betriebsbedingungen. Der Innovationsgehalt liegt in der Kombination modernster spektroskopischer und bildgebender Verfahren mit datenbasierten Auswertemethoden (z.B. Chemometrie und Machine Learning).
Dadurch sollen Feuchteschäden frühzeitig identifiziert, ihre Reversibilität untersucht, und deren Auswirkungen auf die Modulleistung und -sicherheit bewertet werden. Neben der materialanalytischen Forschung steht die Entwicklung von Messsystemen im Fokus. Diese sollen für industrielle Qualitätssicherung und Wartung geeignet und nutzbar sein.
Die Integration dieser zerstörungsfreien Verfahren in Produktions- und Betriebsprozesse ermöglicht neue Ansätze zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose von PV-Modulen, das vor allem im Bereich Second-Life von PV-Modulen wesentlich ist. Es stellt einen entscheidenden Schritt zu mehr Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit am PV-Sektor dar.
Zentrale Projektziele
– Identifikation geeigneter spektroskopischer (z. B. NIR, UV-Fluoreszenz) und bildgebender Messmethoden zur Feuchtedetektion in PV-Modulen
– Entwicklung, Aufbau und Validierung zerstörungsfreier Sensorsysteme zur ortsaufgelösten Feuchtemessung in Labor- und Feldumgebungen
– Kalibration und Validierung der Messmethoden mit etablierten Referenzverfahren
– Untersuchung der Korrelation zwischen Feuchteaufnahme und elektrischer Performance bzw. sicherheitsrelevanten Effekten
– Analyse der Reversibilität von Feuchteeinflüssen und Bewertung potenzieller Regenerationsmaßnahmen
– Einbindung industrieller Partner zur Erprobung und Anwendung der Verfahren an realen PV-Anlagen sowie Produktionsstätten
Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Verlängerung der Lebensdauer von PV-Modulen und zur Reduktion des Ressourcenverbrauchs und CO₂-Fußabdrucks pro erzeugter kWh. Zudem fördert es Innovation in den Bereichen Sensorik, Materialanalyse und nachhaltige Energieinfrastruktur (Second-Life). INSIGHT-PV schafft somit die Basis für zukunftsorientierte Qualitätssicherung, Investitionssicherheit und neue Geschäftsmodelle in der Photovoltaik-Branche.
Arbeitsschwerpunkt am OFI
Am OFI liegt der Schwerpunkt auf der Materialanalytik und spektroskopischen Messung. Die präzise Charakterisierung von Alterungsprozessen und Schadensmechanismen ist für die Validierung der Feuchtemessmethoden von zentraler Bedeutung. Zusätzlich wird eine Umweltsimulation durchgeführt, um einen vorgegeben Feuchteeintrag zu ermöglichen und die Methoden zu validieren.
Förderung: FFG Energieforschung 2025, eine Initative vom BMIMI und Energie und Klimafond
Projektkonsortium:
Lead: SAL – Silicon Austria Labs
Wissenschaftliche Partner / Prüfinstitute:
OFI, SAL
Industriepartner:
2ndCycle, SONNENKRAFT GmbH
Wir bieten eine bezahlte Masterstelle im Bereich Photovoltaik mit Schwerpunkt „Zerstörungsfreie Erkennung von Feuchtigkeit in PV-Modulen und deren Einfluss auf Ertrag und Modulsicherheit“. Jetzt bewerben und im April bereits Teil unseres Teams sein!
