Der Forschungsverbund PV-LEO konzentrierte sich auf die neuartigen Leistungshalbleiter (JFET und MOSFET) aus Siliziumkarbid und neuartige Drosseln für die Schaltfrequenzen von 50 kHz und 100 kHz. Im Rahmen des Projekts entwarfen die Forscher ein Konzept für eine sogenannte zweiphasige interleaved Drossel für den Hochsetzsteller. Ihr Vorteil: Das Volumen lässt sich im Vergleich zu zwei konventionellen Drosseln um rund 30 % verringern – damit sinkt das Gewicht deutlich.
Die Effizienz von Siliziumkarbid als Schalter steigt mit der Taktfrequenz. Deshalb legten die Forscher ihr Design für den Wechselrichter auf 50 kHz aus und untersuchten die Auswirkungen auf das Gesamtgewicht der Komponenten. Zum Vergleich: Bei herkömmlichen Wechselrichtern mit der typischen Taktfrequenz von 17 kHz haben die Drosselkomponenten einen Gewichtsanteil am Gesamtsystem von bis zu 50 %. Durch die Erhöhung der Taktfrequenz auf 50 kHz konnte das Gewicht der Drosselkomponenten in etwa halbiert werden.
Trotz des neuen Designs liegt der Anteil der Drosseln am Gesamtgewicht des Wechselrichters noch immer bei 20 bis 30 %. Vor allem hier und auch im Bereich des Kühlsystems sieht der Forschungsverbund PV-LEO weiteres Potenzial für die Optimierung des Systems. Mit den dadurch ermöglichten Gewichtseinsparungen soll das Projektziel von 1kg/kW erreicht werden.
Zum Forschungsverbund PV-Leo gehören Kaco New Energy GmbH, Infineon Technologies AG, Sumida Components & Modules GmbH sowie das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES).
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