Maximale Effizienz beim Wandeln von Strom aus Erneuerbaren

Der Leistungselektronikhersteller Semikron, der Umrichterentwickler und -produzent PCS und die TU Dresden haben nach 3-jähriger Laufzeit ihr gemeinsames Forschungsprojekt abgeschlossen. Unter dem Thema "Effizienzsteigerung bei der Nutzung regenerativer Energien durch den Einsatz von Mehrpunkttopologien – EEMT" wurde ein neuartiges Umrichtersystem konzipiert.

Mit dem im Forschungsvorhaben entstandenen innovativen Umrichtersystem kann von Wind- oder Photovoltaikkraftwerken erzeugte elektrische Energie effizient und kostengünstig zur Einspeisung in das Energieversorgungsnetz umgeformt werden. Ein weiteres Anwendungsfeld sind drehzahlvariable Antriebe.

In heute üblichen Umrichtern müssen verlustbehaftete elektrische Filterschaltungen eingesetzt werden, um Mindestanforderungen an die Qualität des eingespeisten Stroms zu erfüllen. Die im Rahmen des EEMT-Projekts angewandte Mehrpunkttopologie ermöglicht eine deutliche Reduktion des Aufwands und der Verluste dieses Filters.

In Niederspannungsapplikationen mit eigenem Netzanschlusstransformator – z. B. Wind- oder Photovoltaikkraftwerke –  ist eine Anhebung des Spannungsniveaus bis knapp unter die Mittelspannungsgrenze möglich und im Interesse niedrigerer Kabelverluste sinnvoll, jedoch nicht mit IGBT-Umrichtern in konventioneller Zweipunkttopologie realisierbar.

Eine verbesserte Energieeffizienz macht den Einsatz der technologisch aufwendigeren, intelligenten Dreipunktphasenbausteine wirtschaftlich interessant. In anderen Anwendungen mit Dauergleichspannungen von über 1300 V muss ohnehin auf eine derartige Schaltungstechnik orientiert werden, sollen 1200 V/ 1700 V Standard IGBTs zum Einsatz kommen.