2018-12-01  –  2022-11-30

801.602,00 EUR

Leibniz Universität Hannover - Fakultät für Elektrotechnik und Informatik - Institut für Grundlagen der Elektrotechnik und Messtechnik, Hannover, Niedersachsen

0324336E

Windenergieanlagen - Generator, elektrische Komponenten [EB1214]

01184495/1  –  Entwurf, Qualifizierung und Prototypeneinsatz von innovativen Feuchtealgorithmen und Hardware in Umrichtern für Windkraftanlagen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE2)

Energie

Im Rahmen des Gesamtprojekts sollen die Ursachen für die hohen Ausfallraten von Frequenzumrichtern in Windenergieanlagen (WEA) untersucht und Verbesserungsmaßnahmen erarbeitet werden. Dabei wird ein kombinierter Top-Down/ Bottom-Up Ansatz verfolgt, bei dem einerseits Felderfahrungen mit WEA ausgewertet sowie zusätzliche Erkenntnisse aus Feldmesskampagnen gewonnen werden, andererseits aber auch ein verbessertes Verständnis der Ausfallmechanismen auf Komponentenebene erarbeitet wird. In diesem Teilvorhaben werden zum einen erstmalig Erkenntnisse hinsichtlich der Schädigung von Umrichtern durch potentielle Schadgase gewonnen, zum anderen werden insbesondere Ausfälle aufgrund des Eindringens von Feuchtigkeit in die Leistungsmodule untersucht, welches derzeit als Hauptursache vermutet wird. Weiterhin soll ein differenzierteres Verständnis zur Temperatur- und Feuchteverteilung im Leistungsmodul (Komponentenebene) als auch im gesamten Umrichter (Systemebene) erarbeitet werden, wobei letztgenannte die Einflussfaktoren der Umgebung und der Gesamtanlage einschließt. Hierbei ist neben der Entwicklung von ortsaufgelöster Messtechnik für Feuchte und Temperatur auch die Entwicklung eines Modellverständnisses für den Feuchteeintrag und -transport erforderlich. Auf Basis des somit vertieften Verständnisses der Ausfallursachen von Leistungsmodulen und der Mechanismen des Feuchtetransportes sollen Maßnahmen erarbeitet werden, die in die Gestaltung der Komponenten und der Umrichtersysteme oder in die Betriebsführung einfließen können, um die Ausfallhäufigkeit der Leistungselektronik in Windenergieanlagen zu reduzieren.