- GE beteiligt sich am Projekt CoMoLeFo (Condition Monitoring für Leistungselektronik in der Fotovoltaik) für eine zukunftsorientierte Überwachungsmethode für Solarwechselrichte.
- Die neue Technik ermöglicht eine präzise Prognose der verbleibenden Lebensdauer von IGBTs im täglichen Betrieb
BERLIN -- 11. Juni 2012 -- Der Sonnenenergie kommt im zukünftigen Energiemix in Deutschland eine tragende Rolle zu. Um das Wachstum des Sektors sowie eine angemessene Kapitalrendite zu gewährleisten, ist die Zuverlässigkeit von Photovoltaikanlagen von zentraler Bedeutung. Die Weiterentwicklung von Photovoltaik-Leistungselektronik trägt zur Verbesserung der Gesamtzuverlässigkeit von Anlagen bei.
Ständige Lastschwankungen belasten die Leistungselektronik von Solarwechselrichtern in Photovoltaikanlagen. Dies bedeutet ein erhöhtes Risiko unerwarteter Anlagenausfälle. Bislang war eine zuverlässige Prognose der Lebensdauer teurer Leistungshalbleiter so gut wie unmöglich. GE (NYSE: GE) hat heute bekanntgegeben, dass das Unternehmen gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM ein Verfahren zur Prognostizierung der Restlebensdauer von Leistungselektronik entwickelt. Im September 2012 wird der erste Prototyp dieses Messsystems in Berlin vorgestellt.
Bereits erzielte Ergebnisse des noch laufenden Gemeinschaftsprojekts mit dem Namen CoMoLeFo -- Condition Monitoring für Leistungselektronik in der Fototovoltaik -- sind die Identifikation und Detektion von typischen Alterungsmechanismen von IGBT-Leistungshalbleitern (Insulated Gate Bipolar Transistoren). IGBTs sind für hohe Leistungen ausgelegte Schaltelemente und stellen die zentrale Komponente eines modernen Wechselrichters dar. Heute lassen sich mit mathematischen Algorithmen und Messdaten genaue Angaben über den Zustand der Halbleiter während des Betriebs treffen. Damit wird eine zuverlässige Prognose über die verbleibende Lebenserwartung eines IGBT möglich und somit eine zustandsabhängige Wartung. Die Betriebsdauer kann signifikant gesteigert und somit die Zuverlässigkeit verbessert werden, während die Kosten aufgrund außerplanmäßiger Stillstände und deren Folgen reduziert werden.
„Die bisher schon im Projekt gewonnenen Erkenntnisse stärken unser Verständnis zu Ausfallmechanismen und sind damit besonders wertvoll zur Verfeinerung von Simulationsmodellen sowie für die Auslegung neuer leistungselektronischer Systeme", sagt Dr.- Ing. Andreas Middendorf, Leiter des Projektes CoMoLeFo am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM.
CoMoLeFo basiert auf zwei sich ergänzenden Verfahren: Einerseits wird die Chiptemperatur durch Messung der relevanten elektrischen Parameter der IGBTs im Betrieb gemessen. Um die resultierende Systembelastung zu beurteilen, werden die Temperaturdaten in ein Physics-of-Failure-Modell eingegeben. Andererseits wird die Parameteränderung aufgrund von Alterung überwacht. So lässt sich mittels eines Remotediagnosesystems die Restlebensdauer der IGBTs softwaretechnisch verarbeiten und als Datensatz an den Kunden und den Servicedienstleister übermitteln.
„CoMoLeFo wird uns eine genaue Überwachung des Systemzustandes erlauben. Das geht mit einer verbesserten Verfügbarkeit unserer Wechselrichter einher und wir können unseren Kunden dank der Prognosen einen punktgenaueren Service anbieten. Das spart Zeit und reduziert Kosten für unsere Kunden", sagt Dr. Georg Möhlenkamp, Senior Leader Product Management vom Geschäftsbereich Power Conversion von GE Energy.
An dem von der TSB Berlin mit EFRE-Mitteln geförderten Projekt arbeiten neben GE Energy und dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM auch die imc Meßsysteme GmbH und Elbau Elektronik Bauelemente GmbH.
Bitte besuchen Sie GE auf der Intersolar Europe 2012 vom 13. bis 15. Juni in München, in Halle C4 , Stand 476.
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