Zusammenfassung
Für die Einspeisung von durch Photovoltaikanlagen (PVA) produziertem Gleichstrom in das Stromnetz ist eine Umwandlung in Wechselstrom nötig. Hierzu bedarf es Wechselrichtern (WR). Die bei kleinen Anlagen mit einer Ausgangsnennleistung von PAC = 1 kW eingesetzten WR werden bisher zumeist für einphasigen Wechselstrom ausgelegt. Jedoch birgt eine dreiphasige Einspeisung den Vorteil, dass die produzierte Solarleistung stets symmetrisch auf allen drei Netzleitern verteilt ans öffentliche Stromnetz abgegeben werden kann.
Dabei wird zu jedem Zeitpunkt auf mindestens zwei Phasen Energie ins Netz eingespeist, was im Vergleich zu einphasigen WR die Notwendigkeit der Energiezwischenspeicherung stark reduziert.
Daher haben es sich die Projektpartner zum Ziel gemacht, einen konkurrenzfähigen dreiphasigen Wechselrichter für PVA kleiner Ausgangsnennleistung zu entwickeln.
Neben einer Reduktion der Modulkosten und einer Erhöhung der Lebensdauer wurde dabei außerdem ein recyclinggerechtes Design durch die Vermeidung von Problemstoffen, eine umweltgerechte Werkstoffauswahl und eine Service- und demontagegerechte Konstruktion angestrebt.
Ergebnisse:
- Die Konstruktion eines 3-phasigen PV-Wechselrichters mit konkurrenzfähigen Leistungsdaten zu den am Markt befindlichen 1-phasigen WR ist möglich.
- Die Substitution des NF(Niedrig Frequenz)-Trafos trägt zu einer bedeutenden Materialeinsparung bei.
- Der stattdessen eingesetzte HF(Hoch-Frequenz)-Trafo besitzt einen höheren Wirkungsgrad.
- Es besteht Optimierungsbedarf bei der Schaltungstechnik da diese zu Verlusten im Wirkungsgrad führen.
- Der Verzicht von Elektrolytkondensatoren führt zu einer bedeutenden Erhöhung der Lebenserwartung.
- Umweltverträgliche Werkstoffe sind einsatzfähig, der Serieneinsatz scheitert eher an einer Aktzeptanzhemmung der Komponentenhersteller.
- Es ist derzeit in Deutschland nicht möglichen den WR bleifrei zu produzieren.
