DuPont: Gehäuse aus PET fixieren innovative Konzentrator-Photovoltaikmodule

Die Gehäuse für neuartige Konzentrator-Photovoltaikmodule, die Concentración Solar La Mancha S.L., Manzanares (Ciudad Real)/Spanien, entwickelt hat, besteht aus dem mineral- und glasfaserverstärktem Polyethylenterephthalat Rynite® 935 BK505 von DuPont (www.dupont.de). Ausschlaggebend für die Werkstoffwahl waren dessen sehr geringe Verzugsneigung, hohe Steifigkeit und sehr gute elektrische Isolationseigenschaften. Eine erste kommerzielle Installation dieser Konzentrator-PV-Module soll im September 2008 am Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC) in Puerollano/Ciudad Real erfolgen. Eine weitere 1-MW-Anlage in Castilla La Mancha ist geplant.

Bei der so genannten Konzentrator-PV-Technik (CPV = Concentrator Photovoltaics) wird das Sonnenlicht mit Hilfe von Spiegeln oder Linsen auf eine im Vergleich zu herkömmlichen PV-Modulen wesentlich geringere Fläche (weniger als 1 cm2) konzentriert. An Stelle von Silizium werden für die Solarzellen Halbleiter aus den Gruppen III oder IV des Periodensystems benutzt. Diese Halbleiter ermöglichen Zellwirkungsgrade von über 36 %. Das vom dem spanischen Start-up-Unternehmen entwickelte CPV-Modul besteht aus sechs solcher Konzentrator-Elemente, die automatisch und mit einer Abweichung von nur 0,2° der Sonne nachgeführt werden und dadurch einen Wirkungsgrad von 20 bis 24 % erreichen. Zum Vergleich: Herkömmliche PV-Module mit Silizium-Solarzellen erreichen 15 bis 16 %.

Vorher verwendete der Hersteller für diese Anwendung pulverbeschichtetes Aluminium. Dazu Miguel Trinidad Aragon, CEO von Concentración Solar La Mancha: „Im Gegensatz zu Metallen sind Kunststoffe nicht anfällig für Korrosion, sie besitzen eine höhere Gestaltungsfreiheit und ermöglichen geringere Fertigungs- und Materialkosten. Durch die Integration zusätzlicher Funktionsteile in das Gehäuse konnten wir zudem die Anzahl der nötigen Montageschritte verringern.“ Der Hersteller wählte Rynite® 935 BK505 auf Grund seiner sehr geringen Verzugsneigung, hohen Festigkeit und sehr guten elektrischen Isolationseigenschaften. Da die PV-Module im Freien installiert werden, muss der Werkstoff zudem eine hohe Wärmeform- und UV-Beständigkeit besitzen (die Temperaturen können bis zu 85 °C betragen) und dem gesamten Modul die nötige Festigkeit geben, da bei starken Winden sehr hohe Kräfte auf die Installationen einwirken können.

Ausschlaggebend für den Erfolg dieses Projekts war die enge Zusammenarbeit zwischen dem Kunststoffverarbeiter Teknia Plasticos Martos S.A.U., Jaén/Spanien, der eine eigene Entwicklungsabteilung für Projekte mit alternativen Energien besitzt, Concentración Solar La Mancha und DuPont. DuPont unterstützte Teknia vor allem bei der Auslegung des in China gebauten Werkzeugs. Dazu David Peña, Entwicklungsleiter bei Teknia: „Trotz der großen Abmessungen des Gehäuses, seiner komplexen Form und der geringen Wanddicken von 3 mm wird das Werkzeug dank der guten Fließfähigkeit von Rynite® gleichmäßig gefüllt. Die Bauteile besitzen eine hohe Dimensionsstabilität, eine geringe Verformung sowie sehr gute Oberflächeneigenschaften und lassen sich mit kurzen Zykluszeiten herstellen.“

Bild: Das 83,3 cm mal 56,5 cm große Gehäuse für ein Konzentrator-Photovoltaikmodul besteht aus Rynite® PET von DuPont. Dank der sehr guten Fließfähigkeit des Werkstoffs lassen sich die Bauteile mit kurzen Zykluszeiten fertigen, und sie besitzen eine hohe Dimensionsstabilität, einen hohen Verformungswiderstand sowie sehr gute Oberflächeneigenschaften.

DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH, Bad Homburg v.d.H.

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