01. März 2023

Im März 2022 hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) den Förderaufruf „Stromrichter Lebensdauer (StRiLeb)“ veröffentlicht. Zwischenzeitlich sind die ersten Projekte aus dem Forschungsbereich Photovoltaik zu diesem Aufruf gestartet.

Wechselrichter wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um und sorgen so dafür, dass der produzierte Strom (beispielsweise aus erneuerbaren Energien via Photovoltaik- und Windenergieanlagen) in das Stromnetz eingespeist werden kann. Sie sind also eine Schlüsselkomponente zwischen der stromerzeugenden Anlage und dem Stromnetz.

Um die Energiewende sowie den Ausbau der erneuerbaren Energien voranzutreiben, spielt der zuverlässige und langlebige Betrieb von Wechselrichtern eine entscheidende Rolle. Neben der Einspeisung ins Stromnetz sorgen Stromrichter ebenfalls für dessen Stabilität. Bisher erzielen sie eine Lebensdauer, die beispielsweise unterhalb der von Photovoltaikmodulen liegt. Die nun gestarteten Vorhaben sollen dazu beitragen, Wechselrichter sowohl aus qualitativen Aspekten als auch hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit und Langlebigkeit zu verbessern.

Mittels Analyse von Ausfallursachen und -wirkungen den zuverlässigen Betrieb von Stromrichtern sichern

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Verbundvorhabens robStROM forschen zu Wechselrichtern als wesentlichem Bindeglied zwischen Solarmodulen und Stromnetz. Im Fokus ihrer Forschungsarbeiten stehen Ausfälle und Störungen der Wechselrichter, die sowohl zu negativen Folgen für das öffentliche Stromnetz als auch zu einer teilweisen oder vollständigen Abschaltung von Photovoltaikanlagen führen können.

Ziel der Forschenden ist es, die Folgen und den Umfang von Wechselrichterausfällen während des Betriebs zu verringern, um so die möglichst kontinuierliche Betriebsweise von Photovoltaiksystemen zu gewährleisten. Hierzu entwickelt das Forschungsteam neue Verfahren, die auf Methoden der Datenauswertung, künstlichen Intelligenz, Diagnostik sowie Analytik basieren. Mithilfe dieser Verfahren wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Ausfälle reduzieren, indem sie die zugrundeliegenden Ursachen spezifizieren, kritische Bauteilgruppen erfassen und Maßnahmen zur Früherkennung realisieren. Darüber hinaus entwickeln sie unter anderem Vorhersagemodelle und vorausschauende Wartungspläne, die ebenfalls dazu beitragen sollen, den Betrieb der Stromrichter zu entlasten.

Forschungsarbeiten zu Stromrichtern im Bereich der Systemintegration

Im Vorhaben StABIL wollen die Projektpartner ebenfalls zu einer stabilen Energieversorgung beitragen, indem sie zu zukunftsfähigen Photovoltaik-Stromrichtern forschen. Das Wissenschaftsteam arbeitet an der Modifikation eines aktuellen, serienmäßigen Photovoltaik-Wechselrichters. Neben den bereits erforderlichen Systemdienstleistungen soll der modifizierte Wechselrichter eine netzbildende Funktionalität erhalten. Dadurch trägt er zur Netzstabilität bei.

Darüber hinaus führen die Projektpartner Analysen zu zukünftigen Belastungsszenarien sowie tatsächlichen Betriebsbedingungen und Beanspruchungen dieser Stromrichter durch. So sollen sie für den Einsatz unter realen Bedingungen optimiert werden. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse erarbeiten die Forschenden Handlungsempfehlungen, die eine verbesserte Auslegung und eine erhöhte Lebensdauer der neuen Generation von netzbildenden Photovoltaik-Stromrichtern ermöglichen sollen. (av)

robStROM

För­der­kenn­zei­chen: 03EE1163A-C

Projektlaufzeit
01.03.2023 28.02.2025 Heute ab­ge­schlos­sen

The­men

Photovoltaik

För­der­sum­me: 779.527 Euro

Wechselrichter an einer Photovoltaik-Freiflächenanlage.
© romaset - stock.adobe.com

Photovoltaik / Windenergie
Förderaufruf zu langlebigen Stromrichtern

„Stromrichter Lebensdauer (StRiLeb)" ist der neue Förderaufruf des  Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).

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