Verbundvorhaben: PV4Life - Erhöhung der Stromrichter-Lebensdauer durch Komponenten-Optimierung mittels Digitaler KI Zwillinge; Teilvorhaben: Sensorbasierte Lebensdauerprognose von Stromrichterkomponenten
Zeitraum
2023-08-01 – 2026-07-31
Bewilligte Summe
370.367,58 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1165A
Leistungsplansystematik
Photovoltaik - andere Strukturen - Verbindungshalbleiter [EB1041]
Verbundvorhaben
01253807/1 – PV4Life - Erhöhung der Stromrichte-Lebensdauer durch optimierte Komponenten-Optimierung mittels Digitaler KI Zwillinge
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Im Teilvorhaben der Siemens AG wird an einer verbesserten und zuverlässigeren Nutzung von Stromrichter-basierten Anlagen und ihrer kritischen Komponenten geforscht. Durch eine effizientere Nutzung von Stromrichtern und der damit einhergehenden Lebensdauererweiterung und verbesserten Zuverlässigkeit lassen sich natürliche Ressourcen einsparen. Ziel des Teilvorhabens ist eine sensorbasierte Zustandsüberwachung, die es erlaubt die daraus ermittelte Alterung in eine individuelle Betriebsstrategie einfließen zu lassen, die das PV-System optimal ausnutzt ohne Leistung oder Lebensdauer zu verschwenden. Anhand von zusätzlicher Sensorik im Leistungsmodul sollen Lebensdauervorhersagen getroffen werden, die als Grundlage für Modelle von PV-Stromrichter-Systemen dienen sollen. Hierzu werden geeignete Sensoren im Hinblick auf deren Sensitivität zur Alterungsdetektion für Stromrichterkomponenten ausgewählt und experimentell bewertet. Durch beschleunigte Lebensdauerprüfungen werden verschiedene Alterungsausfälle generiert und durch Sensoren frühzeitig detektiert und bewertet. Die im Rahmen der Experimente erfassten Sensordaten werden mit konventionellen Daten aus beschleunigten Lebensdauerprüfungen verglichen, um Aussagen zum Mehrwert der sensorbasierten Lebensdauerüberwachung treffen zu können. Hierfür werden spezifische Teststände für die Halbleiter für messtechnisch unterstützte Optimierungen aufgebaut und die Sensorik im Leistungsmodul erweitert. Siemens stellt die sensorbasierten Messdaten aus beschleunigten Lebensdauerprüfungen den Projektpartnern zur Entwicklung digitaler Zwillingsmodelle, welche Alterungserscheinungen und individuelle, in der Anwendung vorkommende Belastungen berücksichtigen, zur Verfügung. Insbesondere dienen die generierten Sensordaten bei Projektpartnern als Input für KI-basierte Life Modelle. Diese optimiert die Ausnutzung und die Lebensdauer von PV-Stromrichter-Systemen, indem sie die Betriebsparameter entsprechend der zunehmenden Alterung anpasst.