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.
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.
F&E für Photovoltaik - oder kurz: Solarstromforschung - ist eine
Maßnahme im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung
und des Förderprogramms Photonik Forschung Deutschland. Über die
Förderinitiative "F&E für Photovoltaik" unterstützen das
Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) und das Bundesforschungsministerium
(BMBF) die Forschungsanstrengungen der Photovoltaik-Industrie in
Deutschland über einen Zeitraum von drei Jahren mit insgesamt rund 50
Mio. Euro. Dabei erhalten mehr als zehn Forschungsvorhaben eine
finanzielle Unterstützung für ihre bis 2017/2018 laufenden Projekte. Das
Ziel der Solarstromforschung ist, Geschäftsmodelle mit
Wertschöpfungsketten am Standort Deutschland im Verbund von Industrie
und industrienahen Dienstleistungen voranzutreiben. Die internationale
Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Photovoltaik-Branche soll mittel- und
langfristig gesichert und ausgebaut werden.
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