26.12.2023Photovoltaik: Verbesserte Stromrichter

Fortschritte bei der Entwicklung von Photovoltaik-Stromrichtern haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE und ihre Industriepartner beim vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) finanzierten Projekt „PV-MoVe“ erzielt. Ziel des Projekts war es, durch innovative Technologien die Größe, das Gewicht und die Kosten von PV-Stromrichtern zu reduzieren, ohne dabei ihre Effizienz zu beeinträchtigen. Dies wurde durch die aktive Reduzierung von Schaltverlusten erreicht, die höhere Taktfrequenzen ermöglichen und somit zu einer kompakteren und kostengünstigeren Bauweise führen.

Die Forschenden konzentrierten sich auf die Anwendung spezieller Zusatzbeschaltungen zur Verringerung von Schaltverlusten in den Leistungshalbleitern. Durch die entwickelten Schaltungen konnten die Schaltfrequenzen in einem 50-kW-PV-Stromrichter signifikant erhöht werden, was zu einer erheblichen Reduktion der Schaltverluste führte. Bei siliziumbasierten IGBT-Leistungshalbleitern sanken die Verluste um bis zu 70 Prozent und bei Silizium-Carbid-MOSFET-Leistungshalbleitern sogar um bis zu 92 Prozent.

Diese Ergebnisse bieten neue Perspektiven für die Anwendung von PV-Stromrichtern in verschiedenen Bereichen wie Batterie-, Antriebs- oder Brennstoffzellenwechselrichtern. Die Forschenden am Fraunhofer IEE planen nun, die entwickelten Technologien in einem integrierten Systemdemonstrator zu testen, um ihre Praxistauglichkeit weiter zu überprüfen. Das Projekt PV-MoVe, welches von 2019 bis 2023 lief, wurde mit insgesamt 2,8 Millionen Euro vom BMWK gefördert. Es stellt einen Schritt in Richtung effizienterer und kostengünstigerer Photovoltaik-Technologien dar.

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