Laatste nieuws:

FREIBURG (D), 21 april 2017 08:15

Consortium ontwikkelt nieuwe generatie PV-omvormers

Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hebben samen met partners onderzocht hoe een nieuwe generatie PV-omvormers er uit kan zien die rekening houdt met het aspect van kostenoptimalisatie. Opbouw-, koelings- en aansluittechniek worden daarbij als centrale aandachtspunten genomen.

Doorsnede van de fotovoltaïsche omvormermodule'
Doorsnede van de fotovoltaïsche omvormermodule
1/1

Het rendement en de betrouwbaarheid van solaire stroomopwekking worden voor een belangrijk deel bepaald door de eigenschappen van de fotovoltaïsche (PV) omvormer. Als centraal element van een zonne-installatie zet deze de door de zonnecellen opgewekte gelijkstroom om in wisselstroom voor het net.

Tot nu toe staat bij het onderzoek naar vermogenselektronica omzetters meestal verbetering van de vermogensdichtheid door toepassing van de nieuwste halfgeleidertechnologieën schakeltopologiën op de voorgrond. Maar om het hoofd te bieden aan de steeds toenemende kostendruk van een wereldwijde zonne-economie, zijn nieuwe onderzoeksbenaderingen vereist.

Consortium

In het PV-Pack project gaat het om efficiënte, snel schakelende en in hoge mate geïntegreerde PV-omvormers in de vermogensklasse van 10-40 kW. Het wordt uitgevoerd door een consortium dat bestaat uit SMA Solar Technology AG, het Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM), Phoenix Contact GmbH & Co. KG en Fraunhofer ISE. De projectpartners vullen elkaar goed aan op het gebied van thermisch goed geleidende sintermaterialen, aansluittechniek en vermogenselektronica.

Met het oog op de snelle ontwikkeling van de markteisen hebben ze al bij het begin van het project de doelstellingen voor de ontwikkeling van een in hoge mate geïntegreerde PV-omvormer uitgebreid naar een nominaal vermogen van 70 kW. Daarbij werden speciaal de mechanische en elektromechanische componenten geanalyseerd, innovatieve benaderingen voor oplossingen bekeken en deze in een totaalconcept verenigd.

Systeemopbouw

De werkzaamheden begonnen met een kostenanalyse van de mechanische en elektromechanische componenten, die bij de huidige apparaten tot 70% kunnen oplopen. Tot de mechanische componenten behoren de behuizing, de koelingscomponenten en beugels. De elektromechanische componenten omvatten onderdelen als connectoren, spoelen en printkaarten.

Eén benadering bestaat er in de technologieën van de gebruikte componenten uit kleinere vermogensklassen zodanig te optimaliseren, dat daaruit apparaten met groter vermogen kunnen worden ontwikkeld.

Centraal element van het in hoge mate geïntegreerde concept is de zogehten 'hete kern'. Daarbij kunnen langs meerdere kanten de optredende verliezen van de halfgeleiders via het koellichaam worden afgevoerd. Door de loskoppeling van het koellichaam van de behuizingen konden de ontwikkelaars het maximale temperatuurniveau met 30% verhogen en in combinatie met sintermaterialen het materiaalgebruik aanzienlijk verminderen.

Het opbouwconcept omvat verschillende temperatuurzones, die verschillen door de manier van koeling, de maximale temperaturen en de IP-beschermingsklassen. Hierdoor kunnen in de koelere zones goedkopere onderdelen met lagere thermische eisen worden gebruikt.

Ook bij de printplaten konden door het gebruik van standaardtechnologieën kosten worden bespaard. De tweetraps vermogenselektronica-omzetter telt vijf boost converters en een driefasen driepunts omzettertopologie. Door doelgerichte toepassing van siliciumcarbide halfgeleiders (SiC) en de daarmee verband houdende hogere schakelfrequenties is het de onderzoekers gelukt de passieve elementen aanzienlijk te verkleinen. Hierdoor kon enerzijds de vermogensdichtheid toenemen en anderzijds het materiaalgebruik worden verminderd..

Toename van vermogensdichtheid

Het is de projectpartners gelukt terug te grijpen op, op de markt beschikbare technologieën, deze te modificeren en optimaal gecombineerd in een totaalconcept te verenigen. Het maximaal gemeten rendement van de ontwikkelde omvormer, inclusief het eigen verbruik, bedraagt 98,8%; het Europese rendement van het totale apparaat ligt op 98,3%.

De vermindering van het volume kon in wezen ook worden bereikt door het gebruik van kleinere mechanische en elektromechanische componenten. Hierdoor werd een totaalgewicht inclusief behuizing van 58,5 kg bij een bouwvolume van 110 liter bereikt. Met 1200 W/kg overtreft de vermogensdichtheid duidelijk de waarde van de op de markt beschikbare omvormers.

bron: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (6)...

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Pilz Nederland

Rotero Holland bv

EUCHNER (Benelux) BV

Rollon Lineairtechniek BV

Bege Aandrijftechniek BV

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (19)

23 oktober 2017 - Aken, RWTH
Optics Week
24 oktober 2017 - Gorinchem, Evenementenhal
Recycling 2017
31 oktober 2017 - Gorinchem - Evenementenhal
Metavak 2017
7 november 2017 - Rotterdam - Ahoy
Europort
8 november 2017 - Bad Salfzuflen (D), Messezentrum
FMB
8 november 2017 - Assen, TT-Hall
Main Industry
9 november 2017 - Nieuwegein, De Kom
Master of Safety
14 november 2017 - Utrecht, Jaarbeurs
Smart Homes & Intelligent Building

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden