Verbundvorhaben: LHUVkraft - Leistungshalbleiter- und Umrichter-Innovationen zur verlustoptimierten und leistungsstarken Energieerzeugung mit Windkraft; Teilvorhaben: Leistungshalbleiterinnovationen
Zeitraum
2022-04-01 – 2025-03-31
Bewilligte Summe
1.011.816,50 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE2038A
Leistungsplansystematik
Windenergieanlagen - Generator, elektrische Komponenten [EB1214]
Verbundvorhaben
01238024/1 – LHUVkraft - Leistungshalbleiter- und Umrichter-Innovationen zur verlustoptimierten und leistungsstarken Energieerzeugung mit Windkraft
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)
Förderprogramm
Energie
Der Trend zu höheren Leistungen ist bei Windenergieanlagen ungebrochen. Nur so können 'onshore' bei nur beschränkt verfügbaren Standorten die Ausbauziele und die erforderliche Senkung der Stromentstehungskosten aus regenerativen Energiequellen erreicht werden. Mit zunehmender Turmhöhe und Leistung sehen aktuelle Anlagenentwürfe den Transformator und die gesamte Leistungselektronik in der Gondel vor. Dadurch lassen sich die Kabelverluste um mehrere Prozent der Anlagenleistung reduzieren. Mit zunehmender Anlagenleistung werden nun aber die Anforderungen an die Leistungsdichte für die Umrichter immer strenger. An dieser Stelle greift LHUVkraft an. Mit neuartigen Siliziumkarbid Leistungstransistoren soll die Schaltfrequenz des Umrichters signifikant angehoben werden. Das wiederum erlaubt eine erhebliche Reduktion von Masse und Volumen der stromtragenden Komponenten wie Netzdrosseln – der platzmäßig dominanten Komponente im Stromrichter – und Motordrosseln, Stromschienen und Schaltgeräten. Das Projekt plant die Erforschung, Umsetzung und Validierung der Innovationen vom Halbleiter bis zum Umrichtertest in einer Windenergieanlage. Im Teilvorhaben von Infineon erfolgt die Erforschung eines geeigneten Moduls mit Siliziumkarbid Leistungstransistoren, dass den extrem hohen Anforderungen an Lastwechselfestigkeit und Robustheit unter aggressiven Last- und Umgebungsbedingungen, wie sie für Windenergieanlagen typisch sind, gerecht werden soll. Dazu werden verschiedene risikoreiche Lösungsansätze auf Chip- und Modulebene konzipiert, realisiert und getestet. In Zusammenarbeit mit den Partnern erfolgt eine Optimierung und Demonstration der Leistungsfähigkeit der Muster in verschiedenen Projektdemonstratoren.