Verbundvorhaben: Reliability-Design – Erarbeitung und Evaluation einer effizienten und verlässlichen Methodik für die Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Vorhersage von PV- & Batteriewechselrichtern und ihren kritischen Bauteilen; Teilvorhaben: Beschleunigte Alterung von seltenbetätigten Schaltgeräten
Zeitraum
2020-04-01 – 2023-12-31
Bewilligte Summe
166.387,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1054D
Leistungsplansystematik
Photovoltaik - andere Strukturen - Verbindungshalbleiter [EB1041]
Verbundvorhaben
01204804/1 – Reliability-Design - Erarbeitung und Evaluation einer effizienten und verlässlichen Methodik für die Zuverlässigkeits- und Lebensdauer-Vorhersage von PV- & Batteriewechselrichtern und ihren kritischen Bauteilen
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Eine besonders große und schwierige aktuelle Herausforderung bei Schaltgeräten in der Wechselrichtertechnik für PV- und Batteriespeicher-Systeme ist es, die Qualitätskosten in der Entwicklung und Herstellung zu reduzieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit für den Anwender weiter zu steigern. Die Wirtschaftlichkeit der Solaranlagen oder Speichersysteme wird anders wie in anderen Branchen und Applikationen ganz erheblich durch Kosten durch vorzeitigen Geräteaustausch oder Reparaturen beeinträchtigt. Viele der für Schaltgeräte üblichen Beurteilungsverfahren, die häufig in Produktnormen zusammengefasst sind, geben für die speziellen Anforderungen bei PV-Systemen nur unzureichende Aussagen hinsichtlich der Zuverlässigkeit. Die Vorhersage der Lebensdauer ist damit nicht möglich. Ziel des Verbundforschungsvorhabens 'Reliability-Design' und des Teilvorhabens betreffend der Schaltgeräte ist es daher, nachweisbar zutreffende Lebensdauervorhersagen, eine Reduzierung des Testaufwands sowie eine zielgerichtete Lebensdauerauslegung zur Reduktion der Gerätekosten für PV- und Batterie-Wechselrichter zu ermöglichen. Im Rahmen des Teilvorhabens soll die Anwendbarkeit von gängigen Modellen aus anderen technischen Bereichen geklärt werden. Stellen sich die Modelle für die Beschreibung der relevanten Ausfallmodi als geeignet heraus, sind die Möglichkeiten und Grenzen der Bestimmung der Modellparameter in Alterungsversuchen zu ermitteln. Zur Optimierung der Beschleunigungsversuche hinsichtlich geringer Versuchszeiten ist die Möglichkeit der Kombination von Alterungsparametern ohne Wechsel des Versagensmodus und der damit verbundenen Modelle zu prüfen und bei Erfolg eine Vorgehensweise zur zeit- und aufwandsoptimierten Bestimmung der Lebensdauer von Lasttrennschalter festzulegen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse fließen in die systemische Behandlung des PV-Wechselrichters ein.