Im Rahmen eines Forschungsprojekts entstand eine neuartige Topologie für kleine Netzwechselrichter. Diese senkt die Kosten um 22 Prozent. Ein Prototyp ist momentan im Test und die Weiterentwicklung zur Serienreife steht an.
Kleine Netzwechselrichter mit hohem Wirkungsgrad zu geringen Kosten herzustellen, steht als Ziel am Ende des Forschungsprojekts Leikoba. Solche Wechselrichter sollten möglichst auch noch viel können. Gleichzeitig soll sich aber auch die Funktionalität der Geräte erhöhen. Sie sollen gleichzeitig sowohl Solaranlagen mit unterschiedlichen Ausrichtungen, Hochvolt- und Niedervoltspeicher, Ladepunkte für Elektroautos und Wärmeerzeuger steuern. Sie sollen nicht nur an Netz gekoppelt eingesetzt werden, sondern auch Eigenverbrauchs- und Inselsysteme steuern, bei denen Photovoltaikanlagen mit anderen Erzeugungstechnologien zusammenarbeiten. Auf dem Weg dahin haben die Entwickler des Memminger Wechselrichterherstellers Steca zusammen mit Forschern des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) und der Hochschule Kempten ein erstes Ergebnis vorgelegt.
22 Prozent weniger Kosten
Durch den Einsatz optimierter Bauteile, der Bauart des Wechselrichters und einer verbesserten Grundkonstruktion konnten sie zunächst einmal die Materialkosten für kleine Netzwechselrichter um 22 Prozent senken, bei gleichzeitiger Steigerung der Zuverlässigkeit, wie die Forscher betonen. Grundlage war allerdings eine verbesserte Topologie der Wechselrichter, die mit Hilfe computerbasierter Simulationen entstand. „Dadurch können mehrere Treiber und Leistungshalbleiter eingespart werden, was zu einer signifikanten Senkung der Kosten führt“, erklären die Entwickler. „Das Ergebnis ist ein schönes Beispiel dafür, wie durch Topologieoptimierung Materialkosten eingespart werden können und damit die Wettbewerbsfähigkeit erhöht werden kann“, ergänzt Michael Müller. Er ist Koordinator des Projekts und Entwicklungsleiter bei Steca Elektronik.
Prototyp im Test
Das Ergebnis ihrer gut zweijährigen Arbeit haben die Projektbeteiligten jetzt in Form eines Prototypen vorgelegt, in dem die neue Topologie getestet und vermessen wird. Im nächsten Schritt wollen die Entwickler auch noch alternative Materialien wie Siliziumkarbid und neue Gehäusekonzepte testen, um noch weitere Kostensenkungen zu realisieren. Zudem steht die Weiterentwicklung bis hin zur Serienproduktion an, die vor allem von Steca vorangetrieben werden soll. (su)
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