Aktuell speisen Wechselrichter in der Regel in das Niederspannungsnetz ein und werden über große 50-Hz-Transformatoren dann an das Mittelspannungsnetz gekoppelt. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde nun ein 250-kW-Wechselrichter-Stack zur Einspeisung in 3-kV-AC-Netze entwickelt. Ermöglicht wird das durch den Einsatz neuartiger Leistungstransistoren aus Siliciumcarbid (SiC) mit sehr hohen Sperrspannungen.
Das bietet mehrere Vorteile gegenüber der bisherigen Technik:
Der Wechselrichter wurde in den Labors des Fraunhofer ISE aufgebaut und getestet. Bei der Nennleistung erzielte er einen sehr hohen Wirkungsgrad von 98,4 %. Die Konstruktion des Geräts erlaubt das modulare Zusammenschalten von mehreren Wechselrichter-Stacks, um so Systemleistungen von mehreren Megawatt zu erreichen. Unter Berücksichtigung von zusätzlichem Bauraum für Schaltgeräte und Kühlaggregat lässt sich eine Volumeneinsparung des Wechselrichtersystems von bis zu 40 % gegenüber kommerziellen Wechselrichtersystemen dieser Spannungsklasse erreichen.
Das Fraunhofer ISE sieht viele potenzielle Anwendungsgebiete für den Einsatz von SiC-Bauelementen im Bereich der Mittelspannung. "Gerade bei großen Photovoltaikkraftwerken geht der Trend zu immer höheren Spannungen", so Andreas Hensel, Teamleiter Leistungselektronik für die Mittelspannung am Fraunhofer ISE. Mit der seit wenigen Jahren verfügbaren 1.500-V-PV-Technologie werde die Niederspannungsrichtlinie bereits voll ausgereizt. Weitere Anwendungsgebiete von Mittelspannungsleistungselektronik sind neben regenerativen Kraftwerken und großen Batteriespeicheranlagen auch Antriebssysteme und die Bahntechnik.
Der neu entwickelte Wechselrichter auf Basis von Siliziumkarbid-Halbleitern Bild: Fraunhofer ISE |
Aktuell speisen Wechselrichter in der Regel in das Niederspannungsnetz ein und werden über große 50-Hz-Transformatoren dann an das Mittelspannungsnetz gekoppelt. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde nun ein 250-kW-Wechselrichter-Stack zur Einspeisung in 3-kV-AC-Netze entwickelt. Ermöglicht wird das durch den Einsatz neuartiger Leistungstransistoren aus Siliciumcarbid (SiC) mit sehr hohen Sperrspannungen.
Das bietet mehrere Vorteile gegenüber der bisherigen Technik:
Der Wechselrichter wurde in den Labors des Fraunhofer ISE aufgebaut und getestet. Bei der Nennleistung erzielte er einen sehr hohen Wirkungsgrad von 98,4 %. Die Konstruktion des Geräts erlaubt das modulare Zusammenschalten von mehreren Wechselrichter-Stacks, um so Systemleistungen von mehreren Megawatt zu erreichen. Unter Berücksichtigung von zusätzlichem Bauraum für Schaltgeräte und Kühlaggregat lässt sich eine Volumeneinsparung des Wechselrichtersystems von bis zu 40 % gegenüber kommerziellen Wechselrichtersystemen dieser Spannungsklasse erreichen.
Das Fraunhofer ISE sieht viele potenzielle Anwendungsgebiete für den Einsatz von SiC-Bauelementen im Bereich der Mittelspannung. "Gerade bei großen Photovoltaikkraftwerken geht der Trend zu immer höheren Spannungen", so Andreas Hensel, Teamleiter Leistungselektronik für die Mittelspannung am Fraunhofer ISE. Mit der seit wenigen Jahren verfügbaren 1.500-V-PV-Technologie werde die Niederspannungsrichtlinie bereits voll ausgereizt. Weitere Anwendungsgebiete von Mittelspannungsleistungselektronik sind neben regenerativen Kraftwerken und großen Batteriespeicheranlagen auch Antriebssysteme und die Bahntechnik.
Der neu entwickelte Wechselrichter auf Basis von Siliziumkarbid-Halbleitern Bild: Fraunhofer ISE |