Neues Konzept senkt Kosten für Wechselrichter

Neuartige Topologie senkt Materialkosten für kleine Netzwechselrichter um 22 Prozent / Breites Einsatzspektrum der entwickelten Ansätze / Prototyp bereits im Test

Nach gut zwei Jahren umfangreicher Arbeit meldet das Forschungsprojekt LeiKoBa das Erreichen eines wichtigen Zwischenziels: Durch optimierte Bauteile, Bauart und eine verbesserte Grundkonstruktion konnten die Materialkosten für kleine Netzwechselrichter um 22 Prozent gesenkt werden – bei gleichzeitiger Steigerung der Zuverlässigkeit. Mithilfe von computerbasierten Simulationen wurde die Topologie der Wechselrichter maßgeblich verbessert. Dadurch können mehrere Treiber und Leistungshalbleiter eingespart werden, was zu einer signifikanten Senkung der Kosten führt. "Das Ergebnis ist ein schönes Beispiel dafür, wie durch Topologieoptimierung Materialkosten eingespart werden können und damit die Wettbewerbsfähigkeit erhöht werden kann. Allerdings bedarf dies intensiver Innovationen, die nur innerhalb von Forschungsprojekten realisiert werden können", sagt Projektkoordinator Michael Müller, Head of Research bei Steca Elektronik GmbH.

Das über knapp vier Jahre bis Herbst 2018 laufende Projekt LeiKoBa ist eines von 13 Projekten der Initiative "F&E für Photovoltaik", mit der die Bundesregierung im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramm die Entwicklungsanstrengungen der Photovoltaik-Industrie in Deutschland unterstützt. An LeiKoBa arbeiten neben dem Systemtechnikhersteller Steca Elektronik das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg sowie die Hochschule Kempten. Die Partner aus Wissenschaft und Industrie verfolgen neuartige Ansätze zur signifikanten Steigerung der Funktionalität bei gleichzeitiger Kostenreduktion von Systemtechnik für Photovoltaikanlagen. Die neuen Entwicklungen sollen auf breiter Basis eingesetzt werden können; von netzgekoppelten Systemen über Eigenverbrauchssysteme bis hin zu Hybridsystemen mit und ohne Batteriespeicher. Das übergeordnete Ziel der Forscher ist eine erhebliche Steigerung des Wirkungsgrads bei deutlicher Kostenreduktion.

Im nun beendeten ersten Arbeitspaket haben sich die Forscher vor allem auf die Topologie des Wechselrichters konzentriert. Durch die anwendungsnahe Forschung kann bereits jetzt die entwickelte Topologie in einem Prototyp getestet und vermessen werden. „Durch die enge Kooperation zwischen Wissenschaft und Wirtschaft wie sie in der F&E für Photovoltaik realisiert wurde, ist eine besonders effiziente Identifikation von Innovationen und deren Umsetzung so möglich, dass eine Realisierung in Serienprodukten zeitnah möglich wird. So kann der Forschungs- und Produktionsstandort Deutschland international gestärkt werden und Arbeitsplätze gesichert werden“, sagt Projektkoordinator Michael Müller, Head of Research bei Steca Elektronik GmbH. In weiteren Arbeitspaketen kommen alternative Materialien wie Halbleiter aus Siliciumkarbid (SiC) und innovative Gehäusekonzepte in den Fokus der Forscher. Damit wollen sie noch weitere Kostensenkungen realisieren.