M.Sc. Marcus Becker

Bero Francke

Motivation

Mit dem verstärkten Ausbau erneuerbarer Energien wandelt sich das Stromnetz vom generatorbasierten zum
umrichterbasierten Netz, weshalb die neuen VDE-Richtlinien strengere Vorgaben für Wechselrichter festlegen, um die
Netzstabilität zu gewährleisten. Da Wechselrichter künftig mehr netzdienliche Aufgaben übernehmen und dadurch stärker
beansprucht werden, steigen die ohnehin hohen Qualitätsanforderungen weiter an. Die neue Generation der
Hochleistungs-Strangwechselrichter mit mehr als 350 kW Leistung ist effizient und bietet wesentliche Vorteile bei der
Anlagenplanung. Ob diese Wechselrichtergeneration die Qualitätsanforderungen erfüllt, ist jedoch unklar. Verpflichtende
Zertifizierungstests (z. B. VDE-AR-N 4110/4120) lassen Fragen wie Lebensdauer, Derating-Verhalten usw. außer
Betracht. Freiwillige Testverfahren (z. B. IEC 62093) sind aufgrund langer Testdauern sehr kostenintensiv und werden
daher kaum angewandt. Aktuelle Auswahlverfahren sind trotz ihrer begrenzten Aussagekraft sehr arbeits- und damit
kostenintensiv.
 

Aufgabenstellung

• - Welche Komponenten haben die größte Auswirkung auf die Lebensdauer der Wechselrichter?
• - Wie lässt sich die Lebensdauer der Wechselrichter anhand der Datenblattangaben, Stücklisten und einer
• - Sichtprüfung am demontierten Wechselrichter möglichst aussagekräftig abschätzen?
• - Wie beeinflussen die Designunterschiede die Lebensdauer der Wechselrichter?
• - Analyse der kritischen Komponenten der Wechselrichter
• - Vergleich der durchgeführten Belastungstestergebnisse mit Datenblattangaben, kritischen Komponenten und
• - Design-Eigenschaften
• - Ableitung einer Methodik zur Abschätzung der Lebensdauer des Wechselrichters
• - Entwicklung eines Tools zur wirtschaftlich-technischen Bewertung des Wechselrichters auf Basis der Methodik