power4re: Forschungsprojekt zur Steigerung der Umrichterzuverlässigkeit startet

27. Mai 2020

Langlebige, gegenüber Umwelteinflüssen unempfindliche Umrichter sind ein unverzichtbarer Technologiebaustein der Energiewende und besitzen ein hohes wirtschaftliches Potenzial. Im Forschungsprojekt »power4re« (Zuverlässige Umrichter für die regenerative Energieversorgung) arbeiten fünf Fraunhofer-Institute unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Windenergiesysteme IWES gemeinsam mit Industrievertretern an Lösungen, um die Zuverlässigkeit und Robustheit von Wechselrichtern in PV-Anlagen und Frequenzumrichtern in Windenergieanlagen zu steigern. power4re wird im Rahmen des internen Forschungsprogramms PREPARE der Fraunhofer-Gesellschaft mit Mitteln in Höhe von insgesamt 3,5 Mio. Euro gefördert.

IGBT Modul eines Umrichters einer Windenergieanlage
© Fraunhofer IWES
IGBT Modul eines Umrichters einer Windenergieanlage.

Umrichter dienen der Netzanbindung bei Photovoltaik- und Windenergieanlagen, um die regenerativ erzeugte Energie mit netzkonformer Spannung und Frequenz einzuspeisen. Sie müssen unter besonders herausfordernden Betriebs- und Umgebungsbedingungen arbeiten und zählen deshalb zu den am häufigsten ausfallenden Anlagenkomponenten.

Im Fokus von »power4re« stehen anwendungsspezifische Schwachstellen und deren Ausfallmechanismen. Neben hardwareseitigen Modifikationen und Schutzkonzepten widmet sich das Projekt zudem geeigneten Testverfahren, um diese unter anwendungstypischen Bedingungen bewerten zu können. Die angestrebten Lösungen zur Steigerung der Umrichterzuverlässigkeit beschränken sich nicht auf Windenergie- und Photovoltaikanwendungen, sondern können potenziell auch auf andere Bereiche wie Bahn, Avionik und Elektromobilität übertragen werden, in denen Umrichter ebenfalls herausfordernden Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind.

Am power4re-Projekt beteiligen sich das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB, das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, das Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES (Projektleitung) und das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM. Zudem begleitet ein Beraterkreis das Projekt, in dem die Unternehmen ConverterTec (ehemals Woodward Kempen), SMA Solar Technology AG und Mitsubishi Electric R&D Centre Europe vertreten sind.