ALIENCE – Platform Alpine PV Competence

• Research unit: SFOE
• Project number: SI/502711

Short description (German)

Die Realisierung von alpinen PV-Anlagen stellt eine besondere Herausforderung dar im Vergleich zu Anlagen im Schweizer Mittelland. In den Alpen sind die Windlasten höher, es treten Schneeverwehungen auf, die Temperaturzyklen sind schneller und die Temperaturamplituden sind größer, und gleichzeitig ist die Einstrahlung von energiereichem UV-Licht erhöht. Daraus ergeben sich zusätzliche Anforderungen an das Moduldesign, die Tragstruktur, die Systemtechnik, die Wartung und die Betriebsführung solcher Anlagen. In diesem Projekt werden wissenschaftliche Fragen zu folgenden Themen behandelt: (1) Montagesystem und Einfluss des Montagesystems auf die PV-Module; (2) Auswahl geeigneter PV-Module für den alpinen Einsatz; (3) Optimierung des Anlagendesigns zur Erzielung maximaler Erträge, insbesondere in den Wintermonaten; (3) Auswahl geeigneter Freilandmesstechnik zur Beurteilung von Anlagen und Modulen; (4) allgemeine Systemaspekte (Auswahl von Komponenten, Systemdesign für Messungen an Anlagen); und (5) Qualitätsüberwachung von Anlagen.

Im Rahmen des Projekts werden nicht alle diese Fragen von Grund auf behandelt und gelöst. Neben Messungen, Analysen und Simulationen, die im Rahmen dieses Projekts neu durchgeführt werden, fließen auch Informationen aus parallel laufenden Projekten und Erfahrungen aus geplanten und realisierten Projekten ein. Dies führt zu einem weitreichenden und umfassenden Wissensstand auf dem Gebiet der alpinen Photovoltaikanlagen.

Die PV-Kompetenzzentren der Fachhochschulen ZHAW, BFH, SUPSI und OST haben sich zu diesem Zweck zu einem gemeinsamen Konsortium zusammengeschlossen, um die wissenschaftlichen Fragestellungen im Bereich der alpinen PV-Anlagen und die von Projektentwicklern an die Fachhochschulen herangetragenen Zusatzfragen im Rahmen dieses Forschungsprojektes kompetenter und effizienter beantworten zu können. Ziel ist es, die Zusammenarbeit zwischen diesem Konsortium und verschiedenen Umsetzungspartnern zu intensivieren und die Ergebnisse der Zusammenarbeit, soweit sie nicht vertraulich sind, der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Der schnelle Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen den einzelnen Projektteams ist ein Schlüssel zu einer schnelleren und effizienteren Umsetzung von alpinen PV-Projekten.

Short description (English)

The realisation of alpine PV plants faces a special challenge compared to plants on the Swiss Plateau. In the Alps, wind loads are higher, snow drifts occur, temperature cycles are faster and temperature amplitudes are larger, and at the same time the irradiation of energy-rich UV light is increased. This results in additional requirements for the module design, the supporting structure, the system technology, the maintenance and the operational management of such systems. In this project, scientific questions on the following topics will be addressed: (1) mounting system and influence of the mounting system on PV modules; (2) selection of suitable PV modules for alpine use; (3) optimisation of the system design to achieve maximum yields, especially in the winter months; (3) selection of suitable outdoor measurement technology to assess systems and modules; (4) general system aspects (selection of components, system design for measurements on installations); and (5) quality monitoring of installations.

Within the framework of the project, not all of these issues will be addressed and solved from scratch. In addition to measurements, analyses and simulations, which are newly carried out within the framework of this project, information from parallel running projects and experiences from planned and realised projects are also incorporated. This leads to a far-reaching and comprehensive state of knowledge in the field of alpine photovoltaic systems.

The PV competence centres of the universities of applied sciences ZHAW, BFH, SUPSI and OST have joined forces to form a joint consortium for this purpose, in order to be able to answer the scientific questions in the field of alpine PV systems and the additional questions posed to universities of applied sciences by project developers in a more competent and efficient manner within the framework of this research project. The aim is to intensify the cooperation between this consortium and various implementation partners and to make the results of the cooperation, insofar as they are not confidential, available to the public. The rapid exchange of knowledge and experience between the individual project teams is a key to faster and more efficient implementation of Alpine PV projects.

Short description (French)

La réalisation d'installations photovoltaïques dans les Alpes est confrontée à un défi particulier par rapport aux installations situées sur le Plateau suisse. Dans les Alpes, les charges de vent sont plus élevées, il y a des congères, les cycles de température sont plus rapides et les amplitudes de température sont plus grandes, et en même temps l'irradiation de la lumière UV riche en énergie est plus importante. Il en résulte des exigences supplémentaires pour la conception des modules, la structure de soutien, la technologie du système, la maintenance et la gestion opérationnelle de ces systèmes. Dans ce projet, des questions scientifiques sur les sujets suivants seront abordées : (1) système de montage et influence du système de montage sur les modules PV ; (2) sélection de modules PV adaptés à une utilisation alpine ; (3) optimisation de la conception du système pour obtenir des rendements maximaux, en particulier pendant les mois d'hiver ; (3) sélection d'une technologie de mesure extérieure adaptée pour évaluer les systèmes et les modules ; (4) aspects généraux du système (sélection des composants, conception du système pour les mesures sur les installations) ; et (5) contrôle de la qualité des installations.

Dans le cadre du projet, toutes ces questions ne seront pas abordées et résolues à partir de zéro. Outre les mesures, les analyses et les simulations nouvellement effectuées dans le cadre de ce projet, des informations provenant de projets parallèles en cours et des expériences de projets planifiés et réalisés sont également incorporées. Cela permet d'obtenir un état des connaissances approfondi et complet dans le domaine des systèmes photovoltaïques alpins.

Les centres de compétences photovoltaïques des hautes écoles spécialisées ZHAW, BFH, SUPSI et OST se sont associés pour former un consortium commun afin de pouvoir répondre de manière plus compétente et plus efficace, dans le cadre de ce projet de recherche, aux questions scientifiques dans le domaine des systèmes photovoltaïques alpins et aux questions supplémentaires posées aux hautes écoles spécialisées par les développeurs de projets. L'objectif est d'intensifier la coopération entre ce consortium et différents partenaires de mise en œuvre et de rendre les résultats de la coopération, dans la mesure où ils ne sont pas confidentiels, accessibles au public. L'échange rapide de connaissances et d'expériences entre les différentes équipes de projet est la clé d'une mise en œuvre plus rapide et plus efficace des projets photovoltaïques alpins.