Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWSTrotz erheblicher technologischer Fortschritte bleibt das Abbilden einer digitalen Wertschöpfungskette fragmentiert: Daten liegen häufig in inkonsistenten Formaten vor, Schnittstellen sind nicht standardisiert und ein reibungsloser Austausch zwischen Planern, Herstellern, Betreibern und Dienstleistern ist selten gegeben. Vor diesem Hintergrund adressiert das Projekt »PVConnect« des Fraunhofer-Centers für Silizium-Photovoltaik CSP in Halle (Saale) eine zentrale Herausforderung der Energiewende: die Schaffung eines einheitlichen, interoperablen Datenfundaments, das alle Lebensphasen von PV-Kraftwerken miteinander verbindet und damit den Weg für neue Formen der Analyse, Optimierung und Qualitätssicherung ebnet.
Zusammen mit der Mondas GmbH, der Centroplan Services GmbH, der Centroplan Group GmbH, dem Forschungszentrum Jülich GmbH, dem Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg und dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE verfolgt das Fraunhofer CSP im Projekt »PVConnect« das Ziel, ein standardisiertes Informations- und Datenmodell zu entwickeln, das technische, ökonomische und administrative Informationen vollständig digital abbildet. Hierfür wird eine umfassende Analyse bestehender Datenstrukturen durchgeführt, bei der die relevanten Akteure identifiziert, ihre Rollen beschrieben und die erforderlichen Daten für eine phasenübergreifende Betrachtung erhoben werden. Dabei steht auch die Bewertung von Anforderungen an Datenqualität, Vollständigkeit und Konsistenz im Fokus. Eine detaillierte Stakeholder-Analyse bildet die Grundlage, um Verantwortlichkeiten und Schnittstellen zwischen den Akteursgruppen in Planung, Errichtung, Betrieb und End-of-Life-Management zu definieren.
Darüber hinaus untersucht das Projekt die Daten- und Schnittstellenanforderungen angrenzender Bereiche wie der Energiemeteorologie und des Gebäudemanagements. Diese Domänen beeinflussen die Leistungsfähigkeit und den Betrieb von PV-Anlagen maßgeblich, werden jedoch häufig nicht ausreichend integriert. »PVConnect« erarbeitet daher ein Datenaustauschrahmenwerk, das meteorologische Spezifikationen ebenso berücksichtigt wie gebäuderelevante Parameter. Ziel ist es, die Einbindung externer Datenquellen effizienter und standardkonform zu gestalten, um eine konsistente und erweiterbare Datenbasis zu schaffen.
Ein weiterer Fokus liegt auf der Bewertung des Mehrwerts digitalisierter Daten entlang des gesamten Anlagenlebenszyklus. Hier werden Kriterien entwickelt, um den technischen und wirtschaftlichen Nutzen interdisziplinärer Datensätze zu bewerten und Potenziale der Datenveredelung zu identifizieren. Gleichzeitig untersucht das Projekt die Wirkung technologischer Innovationen – etwa KI-basierter Analyse- und Optimierungsverfahren – auf Effizienz, Betriebsstabilität und Wirtschaftlichkeit von PV-Systemen.
Auf Grundlage dieser Erkenntnisse soll im Projekt ein interoperables Austauschwerk für digitale Smart Services etabliert werden. Dieses Rahmenwerk umfasst ein detailliertes Informationsmodell für PV-Kraftwerkskomponenten sowie klar definierte Schnittstellen zwischen internen und externen Diensten. Damit wird ein durchgängiger Daten- und Servicefluss möglich, der neue digitale Anwendungen und Geschäftsmodelle unterstützt und auf standardisierten, strukturierten Informationen aufbaut. Ergänzend entstehen prototypische Use Cases, die zeigen, wie das Datenmodell praktisch implementiert und in bestehende Systemlandschaften eingebettet werden kann. Diese Beispiele illustrieren, wie datenbasierte Betriebsoptimierungen, automatisierte Diagnosen oder KI-gestützte Auswertungsmethoden zu Effizienzsteigerungen beitragen.
Das Fraunhofer CSP ist dabei vor allem bei Datenstruktur- und Schnittstellenanalyse entlang der Lebensphasen von PV-Systemprojekten aktiv. Es gilt, die vorliegenden Daten, die an verschiedenen Orten der zirkulären Wertschöpfungskette in unterschiedlichen Formaten anfallen, zu bewerten und daraus standardisierte Informations- und Datenmodelle sowie Anforderungen an geeignete Schnittstellen abzuleiten. Dazu gehören auch Prozessmodellierungen (inklusive Materialströmen) sowie Berücksichtigung von Anforderungen im Bereich Recycling und Nachhaltigkeit.
»Durch die Kombination aus systematischer Analyse, technologieoffener Entwicklung und enger Einbindung industrieller Partner soll die Umsetzbarkeit der Ergebnisse langfristig gesichert werden. Mit dem Projekt schaffen wir erstmals eine durchgängig interoperable Daten- und Servicearchitektur für die gesamte PV-Wertschöpfungskette. Damit legen wir die Grundlage dafür, dass Digitalisierung in der Solarbranche nicht nur technisch machbar, sondern wirtschaftlich tragfähig und langfristig nutzbar wird«, sagt Projektleiter Matthias Ebert.