Anlagen werden größer und leistungsstärker, doch Wechselrichter für Großanlagen sind nach wie vor in ihrer Ausgangsspannung auf den Niederspannungsbereich begrenzt. Siemens und Fraunhofer ISE gehen in einer Kooperation nun den Schritt in die Mittelspannungsebene. Das Sparpotenzial ist enorm.
Wechselrichter sind eine essenzielle Komponente für die solare Energiegewinnung. Sie wandeln die Gleichspannung, die die Solarmodule erzeugen, in eine Wechselspannung um. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE präsentierte in Kooperation mit Siemens einen neuen Wechselrichter für Großanlagen. Dieser soll den Kupferbedarf einer. Er erlaubt die Einspeisung einer Wechselspannung von bis zu 1.500 Volt.
Die Verarbeitung der hohen Spannung liegt zum einen an dem neuen Halbleitermaterial. Dafür kommt nun erstmals Siliziumkarbid zum Einsatz, welches auch bei hohen Spannungen noch leitet. Zum anderen nutzen Siemens und Fraunhofer ISE sogenannte Heatpipes für die Kühlung ihres Geräts. Diese machen nicht nur die Kühlung effizienter, sondernElektrische Leistung, Spannung und Stromstärke hängen unmittelbar zusammen.
Bei einer Leistung von 250 Kilowatt, Standard für Stringwechselrichter in Großanlagen, erfordert eine Ausgangsspannung von 800 Volt mindestens einen Kabelquerschnitt von 120 Quadratmillimetern. Die neu erreichte Ausgangsspannung von 1.500 Volt macht lediglich einen Querschnitt von 35 Quadratmillimetern notwendig. Laut dem Leiter des Fraunhofer-Instituts spart der Einsatz des Mittelspannungswechelsrichters 700 Kilogramm Kupfer pro Kilometer Kabel.
fortschreitende Elektrifizierung aller Systeme, gerade im Kontext der Energiewende und der Thematik „Internet of Things“ - die zunehmende, digitale Vernetzung und Kommunikation von Geräten - treiben den Kupferbedarf in die Höhe. Deswegen sehen die Entwickler des Wechselrichters ihre Innovation auch in anderen Bereichen. Steigende Anlagengrößen erfordern dickere Kabel, auch in der Windkraft oder der Elektro-Mobilität.
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