Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Solar-Wechselrichter: Verluste halbiert

26.05.2011
Mit einem Schaltungstrick gelingt es, die Verluste eines serienmäßigen Wechselrichters zu halbieren und den Wirkungsgrad von 96 auf 98 Prozent zu steigern. Die HERIC®-Topologie ermöglicht einen Wirkungsgrad-Weltrekord von über 99 Prozent.

»Das war eine Sache von Minuten«, erinnert sich Dr. Heribert Schmidt an den Tag im Frühjahr 2002. Er hatte in seinem Büro am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg schon oft über dem Schaltungsplan eines Wechselrichters gegrübelt, um nach Verbesserungsmöglichkeiten zu suchen. Ein Geistesblitz – und eine genial einfache Lösung erschien vor seinen Augen.

Sofort holte er einen Wechselrichter aus dem Labor, zog ein paar neue Strippen und baute zwei zusätzliche Halbleiter-Schalter ein. »Dann war nur noch wenig Arbeit an der Steuerung nötig – und schon hatten wir den Beweis!«, so knapp beschreibt der promovierte Elektrotechniker den revolutionären Schritt: Die Verluste ließen sich halbieren und der Wirkungsgrad von 96 auf 98 Prozent erhöhen.

Schlüsselkomponente für die Stromeinspeisung
Der Wechselrichter ist nach dem Solargenerator die zweite Schlüsselkomponente einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage. Solarmodule erzeugen Gleichstrom. Soll der Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden, muss er in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Wechselrichter. Einphasig einspeisende Wechselrichter bestehen aus drei wesentlichen Teilen: dem Pufferkondensator am Eingang, der den Gleichstrom des Solargenerators zwischenspeichert; der Wechselrichterbrücke mit vier Halbleiter-Schaltern, die den Gleichstrom durch schnelles Ein- und Ausschalten »zerhackt«, und als drittes den Drosselspulen am Ausgang, die den Wechselstrom in perfekten Sinusstrom verwandeln.
In kurzer Zeit von der Idee zum Produkt
Heribert Schmidt wusste: Ein großer Teil der Verluste wird durch den Rückfluss von Strom zwischen der Ausgangsdrossel und dem Eingangskondensator verursacht. Frage war also, wie man das verhindern kann. »Ganz einfach«, sagte Heribert Schmidt eine plötzliche Eingebung: »Wenn ich Kondensator und Drosseln in bestimmten Zeitabschnitten vollständig voneinander entkopple, dann kann weder ein Rückstrom fließen, noch können elektro-magnetische Störungen durch Spannungssprünge am Eingang auftreten.« Umgehend ließ er seine Erfindung als HERIC®-Topologie schützen und begann mit der Firma SUNWAYS in Konstanz eine neue Geräteserie zu entwickeln. Die Fachwelt war verblüfft, schnell folgten Preise und fachliche Anerkennung: »das mit Abstand beste Gerät dieser Leistungsklasse.« Inzwischen wurde ein umfassender Patentschutz auf die Grundidee erteilt, und die Fraunhofer-Gesellschaft steht in Verhandlungen mit weiteren Lizenznehmern.

»Mit dieser Topologie wurde im Jahre 2009 ein Wirkungsgrad-Weltrekord für Wechselrichter von über 99 Prozent aufgestellt«, hebt Institutsleiter Prof. Eicke Weber hervor. Heribert Schmidt – seit 1988 am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE – ist mit mehr als 20 erteilten Patenten ein erfahrener Erfinder. Das HERIC®-Patent hat dem Institut bereits erfreuliche Lizenzerträge eingebracht – und Heribert Schmidt nun den Fraunhofer-Preis.

Joseph-von-Fraunhofer-Preis – Forschen für die Praxis:
Seit 1978 verleiht die Fraunhofer-Gesellschaft alljährlich Preise für herausragende wissenschaftliche Leistungen ihrer Mitarbeiter, die anwendungsnahe Probleme lösen. Mehr als 200 Forscherinnen und Forscher haben diesen Preis inzwischen gewonnen. In diesem Jahr werden drei Preise mit jeweils 20 000 Euro vergeben.

Dr. Heribert Schmidt | Fraunhofer Mediendienst
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010-2011/17/solar-wechselrichter.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mit Strom vorankommen
21.02.2017 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht Multikristalline Siliciumsolarzelle mit 21,9 % Wirkungsgrad – Weltrekord zurück am Fraunhofer ISE
20.02.2017 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit den Betriebsräten Sozialpläne

21.02.2017 | Unternehmensmeldung

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zur Sprache gebracht: Und das intelligente Haus „hört zu“

21.02.2017 | Messenachrichten