{"id":12902,"date":"2020-11-21T11:37:00","date_gmt":"2020-11-21T10:37:00","guid":{"rendered":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=12902"},"modified":"2020-11-17T12:21:05","modified_gmt":"2020-11-17T11:21:05","slug":"genaue-voraussage-der-lebensdauer-und-zuverlaessigkeit-von-batterie-und-photovoltaik-wechselrichtern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/deinenergieportal.de\/?p=12902","title":{"rendered":"Genaue Voraussage der Lebensdauer und Zuverl\u00e4ssigkeit von Batterie- und Photovoltaik-Wechselrichtern"},"content":{"rendered":"\n

Um die Lebensdauer und Zuverl\u00e4ssigkeit von Wechselrichtern f\u00fcr Batteriespeicher- und Photovoltaik-Anwendungen verl\u00e4sslich und effizient vorauszusagen, steht momentan keine Methodik zur Verf\u00fcgung. Deswegen hat sich das IMWS (das Fraunhofer Institut f\u00fcr Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen) mit diversen Partner in einem Projekt namens \u201cReliability Design\u201d zusammengeschlossen, um eine solche zu entwickeln. Das Ziel liegt darin, die Kosten bei der Energieerzeugung zu reduzieren.<\/p>\n\n\n\n

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Die Stromerzeugung mit Photovoltaik (hier eine Freifeldanlage mit Batterieanbindung in Templin) k\u00f6nnte durch neue Methoden zur Lebensdauervorhersage g\u00fcnstiger werden (\u00a9 SMA Solar Technology AG)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n\n\n\n\n

Im extrem kompetitiven Markt regenerativer Energietechniken ist entscheidend, wie hoch die Kosten pro erzeugte Kilowattstunde sind. Wenn es bei solchen Anlagen zu Problemen im Einsatz kommt, ist das deshalb doppelt \u00e4rgerlich: Der Betreiber der Anlage verliert Ertr\u00e4ge, f\u00fcr den Hersteller entstehen Kosten beispielsweise durch Garantieanspr\u00fcche oder das Entsenden eines Monteurs zur Reparatur. Kommen solche F\u00e4lle h\u00e4ufiger als erwartet vor, kann die Wirtschaftlichkeit \u2013 egal ob bei einer privaten Solaranlage auf dem Dach oder einer gro\u00dfen Freifeldanlage \u2013 erheblich beeintr\u00e4chtigt werden.<\/p>\n\n\n\n

Hilfreich w\u00e4ren deshalb neue Methoden f\u00fcr nachweisbar zutreffende Lebensdauervorhersagen, eine Reduzierung des Testaufwands sowie eine zielgerichtete Lebensdauerauslegung zur Reduktion der Ger\u00e4tekosten. Im Forschungsvorhaben \u201cReliability Design\u201d wollen SMA Solar Technology AG, ELECTRONICON Kondensatoren GmbH, MERZ Schaltger\u00e4te GmbH, das Institut f\u00fcr Maschinenelemente der Universit\u00e4t Stuttgart und das Fraunhofer IMWS dies am Beispiel von Photovoltaik- und Batterie-Wechselrichtern erreichen. <\/p>\n\n\n\n

Ihr Gemeinschaftsprojekt, das im Programm \u201cInnovationen f\u00fcr die Energiewende\u201d vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung gef\u00f6rdert wird, setzen sie auf die Felddatenanalyse von Wechselrichterausf\u00e4llen, die Aufkl\u00e4rung von Alterungsmechanismen auf Bauteilebene sowie die Evaluation und Optimierung von Test- und Messverfahren im Hinblick auf beschleunigte Alterung. All dies bildet die Basis f\u00fcr die Erarbeitung einer Methodik zur Lebensdauervorhersage. Das Fraunhofer IMWS bringt dabei vor allem seine Kompetenzen zur Materialdiagnostik und Schadensanalyse sowie zur vertieften physikalischen und chemischen Analyse und Modellierung von Defektursachen und Zuverl\u00e4ssigkeitsrisiken ein.<\/p>\n\n\n\n

\u201cBei Photovoltaik-Anwendungen wandeln Wechselrichter die Gleichspannung der angeschlossenen Solarmodule in Wechselspannung um, die dann ins Netz eingespeist werden kann. Sie spielen auch eine zentrale Rolle f\u00fcr die Bereitstellung von Blindleistung oder Regelleistung sowie zum Energiemanagement, beispielsweise bei der Kombination mit einem Batteriespeicher\u201d, erkl\u00e4rt Bianca B\u00f6ttge, die das Projekt am Fraunhofer IMWS koordiniert. Bei Nennleistungen von einigen hundert Watt bis in den Megawattbereich werden an die Zuverl\u00e4ssigkeit von leistungselektronischen Wechselrichtern besondere Anforderungen gestellt: Sie m\u00fcssen extrem robust gegen Umwelteinfl\u00fcsse bei fast kontinuierlichem Betrieb \u00fcber einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren sein. Insbesondere das Zusammenwirken von Spannung, Temperatur und Feuchte kann dabei Alterungs- und Versagensprozesse beschleunigen.<\/p>\n\n\n\n

Weil die Solarbranche noch relativ jung ist \u2013 die ersten Module, die f\u00fcr den Massenmarkt produziert wurden, haben gerade erst das Ende ihrer Lebenszeit erreicht \u2013, bestehen zum tats\u00e4chlichen Verhalten von Materialien und Bauteilen noch Wissensl\u00fccken. Um die n\u00f6tige Performance sicherzustellen, werden die leistungselektronischen Bauteile derzeit intensiv getestet und teilweise so hergestellt, dass sie die Anforderungen im Zweifel \u00fcbererf\u00fcllen. Sie sind also f\u00fcr Belastungen und Lebensdauern ausgelegt, die im realen Einsatz gar nicht in diesem Ausma\u00df gefragt sind. Zugleich gibt es bei Wechselrichtern schnelle Innovationszyklen, die bereits gesammelten Erfahrungen lassen sich auf neue Modelltypen und k\u00fcnftige Produktgenerationen also nicht zwingend \u00fcbertragen.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Informationen: https:\/\/www.imws.fraunhofer.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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