2025-06-01  –  2028-05-31

1.109.612,23 EUR

Universität Rostock - Fakultät für Informatik und Elektrotechnik - Institut für Elektrische Energietechnik - Lehrstuhl für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe, Rostock, Mecklenburg-Vorpommern

03EE2077C

Windenergieanlagen - Generator, elektrische Komponenten [EB1214]

01280971/1  –  VollWind - Erforschung und Demonstration eines ultrakompakten, filterlosen Vollumrichters für Hochleistungs-Windenergieanlagen

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE.IIC2)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

Die Leistung von Windenergieanlagen ist in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gewachsen. Dieser Trend wird sich auch in Zukunft fortsetzen. Um Kabelquerschnitte und Kabelverluste im Turm klein halten zu können, wird in modernen Windenergieanlagen der Transformator in der Gondel platziert. Damit muss auch der Stromrichter in der Gondel realisiert werden. Dies stellt hohe Anforderungen an die Kompaktheit des Stromrichters, vor allem wenn sich dessen Leistung beim Übergang von doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren mit Teilumrichter auf Synchrongeneratoren mit Vollumrichter verdreifacht. Hier setzt das Vorhaben VollWind an. Kerngedanke ist es, durch Elimination der Filterdrosseln die Leistungsdichte des Stromrichters erheblich zu steigern. Dieser disruptive Ansatz stellt nicht nur hohe Anforderungen an den Stromrichter selber, sondern auch an den Generator und den Transformator. Gleichzeitig muss auch die Leistungsdichte des eigentlichen Stromrichterkerns deutlich erhöht werden, was neuartige Leistungshalbleitermodule erfordert. Die VollWind-Partner decken die komplette Kette vom Leistungshalbleiter, seiner Ansteuerung, den Stromrichtertopologien, ihrer Steuerung und Regelung bis hin zur Entwicklung vollständiger Stromrichter und deren Erprobung mit ertüchtigten Generatoren und neuartigen Transformatoren in der Zielapplikation ab. Im Teilvorhaben der Universität Rostock werden Stromrichter erforscht, die einen filterlosten Betrieb ermöglichen. Dabei werden unterschiedliche Topologien, die eine hohe resultieren Pulsfrequenz ermöglichen, in Bezug auf den notwendigen Leistungshalbleitereinsatz verglichen und dafür passende Steuerungsverfahren erforscht. Für die neuartigen Leistungshalbleiter-Module werden Ansteuerverfahren erforscht, die durch Vermeidung hoher Spannungssteilheiten den Betrieb ohne Filter ermöglichen.