Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMIn dem Projekt power4re geht es um die Entwicklung von wirksamen Lösungen zur Steigerung der Zuverlässigkeit und Robustheit von Umrichtern zur dezentralen elektrischen Energiewandlung
Die zur Netzeinspeisung genutzten Wechselrichter in Solarparks bzw. Frequenzumrichter in Windenergieanlagen (im Folgenden vereinfachend: Umrichter) sind besonders herausfordernden Betriebs- und Umge-bungsbedingungen ausgesetzt. Sie zählen heute zu den am häufigsten ausfallenden Anlagenkomponenten und verursachen so zum Teil beträchtliche Kosten. Orientiert an den hohen Anforderungen dieser beiden Anwendungen werden in power4re Material-, Verfahrens- und Strukturoptimierungen sowie Schutzkonzepte für Umrichterkomponenten entwickelt. Im Fokus stehen dabei die anwendungsspezifischen Schwachstellen, die sich aus umfassenden Felddaten- und Schadensanalysen ermitteln lassen und deren – oft durch die Kombination von klimatischer und elektrischer Belastung bewirkte – Ausfallmechanismen im Rahmen des Projektes noch detaillierter zu erforschen sind. Dazu stehen dem Konsortium als Alleinstellungsmerkmale ein bereits heute einzigartiger Felddatenbestand aus der Windenergie-Anwendung, Defektkomponenten und der Zugang zu Photovoltaik- und Windenergieanlagen für Feldmessungen zur Verfügung. Im Projekt sollen zudem geeignete Testverfahren zur Bewertung von Materialien, Designmodifikationen und Schutzkonzepten sowie zur Absicherung der Komponentenzuverlässigkeit erarbeitet werden. Ein hohes disruptives Potenzial liegt in der beabsichtigten Entwicklung einer auf die relevanten Ausfallmechanismen fokussierten Zustandsüberwachung, die die bislang auf eine Run-to-failure-Strategie beschränkte Instandhaltung der Umrichter revolutionieren kann.
Projektlaufzeit: 01.03.2020 - 28.02.2023
Gefördert durch: Fraunhofer Gesellschaft
Projektpartner: Fraunhofer IWES, Fraunhofer IISB, Fraunhofer IMWS, Fraunhofer ISE