Verbundvorhaben: LongLife – Kosteneffiziente Zuverlässigkeit von PV-Kraftwerken und Wechselrichtertechnik – Aufklärung und Vorhersage von Alterungs- & Fehlervorgängen für Geräteentwicklung und Predictive-Maintenance sowie Realisierung praxisnaher Lösungen; Teilvorhaben: Leistungshalbleiter & -Module
Zeitraum
2023-06-01 – 2026-05-31
Bewilligte Summe
455.642,33 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1166D
Leistungsplansystematik
Photovoltaik - andere Strukturen - Verbindungshalbleiter [EB1041]
Verbundvorhaben
01253854/1 – LongLife – Kosteneffiziente Zuverlässigkeit von PV-Kraftwerken und Wechselrichtertechnik
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Bezogen auf das spezifische Teilvorhaben von SEMIKRON werden auf Leistungshalbleiter und -modulebene die folgenden Themen im Fokus der Entwicklungsarbeiten für die Anwendung in PV Wechselrichtern stehen: - Testverfahren: Für die umfassende Charakterisierung der Komponenten und zur Entwicklung eines Modells zur Beschreibung der Schalteigenschaften - Predictive Maintenance: Anwendung eines robustness validation Ansatzes zur Analyse der Entwicklung von Fehlerbildern im Testverlauf und unter Berücksichtigung des Einflusses relevanter Betriebsbedingungen - Lebensdauervorhersage: Durch die Erarbeitung einer Testumgebung zur automatisierten Durchführung von Zuverlässigkeitstests sowie einer Datenarchitektur zur geeigneten Bereitstellung und Aggregation der Ergebnisse Speziell bei der Anwendung in PV Wechselrichtern nehmen Leistungshalbleiter auf der Basis von Siliziumcarbid (SiC) eine dominante Rolle bei der Entwicklung von neuen Anlagenkonzepten ein. Durch die niedrigen Leit- und Schaltverluste im Vergleich zu Silizium eignen sie sich hervorragend für die sehr effizienzorientierte Auslegung von Systemen in der PV. Auf der anderen Seite zeigt dieses Material aktuell noch eine Reihe von elektrischen Instabilitäten im Betrieb (u. a. Bipolare Degradation, Vth Drift, etc.) sowie eine verringerte Lebensdauer, verursacht durch das sehr harte Material selbst bzw. den im Vergleich zu etablierten Silizium Halbleitern bislang erreichten Entwicklungsstand. Diese Ansätze und die Themengebiete der anderen Partner im Vorhaben gilt es nun im neuen Forschungsvorhaben LongLife zusammenzuführen und noch weiter zu vertiefen und zu erweitern. Ziel ist es, das Verständnis der Fehler- und Alterungsvorgänge und vor allem die darauf aufbauenden Analyse-Methoden, Test- und Vorhersageverfahren zu verbessern und in eine Methodik für eine kosteneffizienz- und zuverlässigkeitsorientierte Geräteentwicklung und Qualifizierung zu überführen.