Arbeitstitel

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Numerische Simulation von thermo-mechanischen Effekten in einem Photovoltaischen Modul mit Hilfe von Finiten Elemente Methoden (FEM)

Fachgebiet

Physik, Ingenieurswissenschaften

Hintergrund and Signifikanz

Photovoltaik (PV) ist ein wichtiger Teil der Energiewende. Diese Arbeit soll einen Beitrag zur Qualitätssicherung von PV leisten und die Grundlage für ein multi-physikalische Simulationsmodell bilden. Es soll ein digitales Abbild des physikalischen Zwillings mit einem FEM Programm zur Simulation von thermo-mechanischen Einflüssen erstellt werden.

In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wird im Rahmen eines nationalen Forschungsprojektes ein Gerät und eine Messmethode entwickelt zur Qualitätssicherung von Modulen während des Laminationsprozesses von PV Modulen. Lamination ist die Verschmelzung der Materialien miteinander. Dieser Prozess wird numerisch simuliert. Das resultierende Verständnis wird der Weiterentwicklung der Methode dienen.

Das Hauptziel dieses Projektes sind die Effekte bei Hitzeeinwirkung auf das PV Modul in thermo-mechanischen FEM Simulationen nachzubilden. Dabei liegt das Hautaugenmerk auf den strukturellen Verbindungen (Vernetzungsgrade) im PV Modul. Um die Auswirkung von unterschiedlichen Herstellungsparametern auf die Zuverlässigkeit von PV Modulen zu untersuchen, wird die Homogenität der Vernetzung untersucht und die Auswirkung von fehlerhafter Lamination ermittelt. Als Ergebnis entsteht ein numerisches Modell zur Berechnung der optimalen Temperaturstabilisierung in Anhängigkeit von der Material-zusammensetzung.

Notwendige Werkzeuge und Methoden

Numerische Simulation, Finite Elemente Methoden (FEM) mit z.B. COMSOL, CAD Programme z.B. SolidWorks

Ziel und Beiträge

Master- oder Bachelorarbeit zu:

Digitaler Zwilling in Comsol

• Simulation des x-Link Messverfahrens
• Sensitivitätsanalyse des x-Link Messverfahrens zu verschiedenen Materialparametern
• Sensitivitätsanalyse des Ergebnisse

Eine Publikation wird angestrebt.

Arbeitsort

Anhalt Photovoltaic Performance and Lifetime Laboratory (APOLLO)

Fachbereich Elektrotechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen (EMW) an der Hochschule Anhalt in Köthen

Betreuung

Prof. Dr. Ralph Gottschalg, Elisabeth Klimm

Finanzierung/Vergütung

11,50 Euro/ Stunde, max. 40 Stunden im Monat.

Starttermin

Ab sofort

Konakt

Elisabeth Klimm

T. +49 3496 67 2366

E. elisabeth.klimm@hs-anhalt.de