Verbundvorhaben: GaN-HighPower – Kosten- und gewichtseffiziente PV- und Batterie-Wechselrichter großer Leistung für internationale Märkte der Zukunft durch Gallium-Nitrid (GaN) Halbleiter; Teilvorhaben: Analyse von Technologieoptionen für den optimalen GaN-Einsatz im Gerät
Zeitraum
2021-05-01 – 2025-04-30
Bewilligte Summe
433.904,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE1111B
Leistungsplansystematik
Systemtechnik Netzkopplung [EB1051]
Verbundvorhaben
01231723/1 – GaN-HighPower – Kosten- und gewichtseffiziente PV- und Batterie-Wechselrichter großer Leistung für internationale Märkte der Zukunft durch Gallium-Nitrid (GaN) Halbleiter
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE1)
Förderprogramm
Energie
Aktuell wird derzeit erwartet, dass der Einsatz von GaN-Leistungshalbleiter-Bauelementen in Solar- und Batteriewechselrichtern in Kürze kostenmäßig attraktiv und realisierbar werden wird. Für die praktische Umsetzung in entsprechende Gerätetechnik bestehen jedoch noch einige relevante technische Probleme, insb. bei der Realisierung von Lösungen für Wechselrichter im höheren Leistungsbereich. Vor dem Hintergrund des gemeinsamen Leitziels des Verbundvorhabens insgesamt, die Lösung dieser Probleme zu erreichen, um die Vorteile von GaN für die PV-Wechselrichtertechnik zu erschließen, ist das Gesamtziel im Teilvorhaben von SMA die Erarbeitung der nötigen Kenntnisse und technologischen Voraussetzungen für einen praktischen Einsatz der GaN-Technologien in zukünftigen Solar- und Batteriewechselrichtern. Dies umfasst insb. die drei Schwerpunkte: (1) Analyse und Verständnis der noch bestehenden technischen Probleme bei der GaN-Wechselrichtertechnik im höheren Leistungsbereich (2) Evaluation der neuen, applikations-spezifisch angepassten Technologielösungen der Projektpartner (insb. Drosseln, Halbleiterbauelemente & -Module, Stromsensoren und GaN-spezifische Schaltungen) aus Anwendungs- bzw. Wechselrichtergesamtsystem- und Hersteller-Sicht (3) Untersuchung und Lösung von speziellen technologischen Fragestellungen, die mit dem GaN-Einsatz verbunden sind (wie z.B. GaN-Qualifizierung & Zuverlässigkeit, gekoppelte Drosseln, Parallelschaltbarkeit von GaN-Bauelementen usw.) sowie Erarbeitung geeigneter Technologielösungen und Bewertung von Technologieoptionen Die erwarteten Vorteile des GaN-Einsatzes für Solar- und Batteriewechselrichter sind vor allem die gewichtsbezogene deutlich höhere Leistungsdichte gegenüber Referenztechnologien sowie eine durch den GaN-Einsatz ermöglichte Kostenreduktion bei den anderen Wechselrichter-Bauteilen (da z.B. höhere Schaltfrequenzen möglich sind, als z.B. bei SiC), so dass der Wechselrichter dann insg. deutlich günstiger und kompakter wird.