Fraunhofer-Institut in Halle verbessert Umrichtertechnologie für erneuerbare Energien

Die Umrichter in Photovoltaik- und Windenergieanlagen sind entscheidend für die Umwandlung und Einspeisung regenerativer Energie ins Stromnetz. Doch sie sind auch besonders anfällig für Ausfälle, was zu hohen Kosten für Betreiber führen kann. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) in Halle hat im Projekt »power4re« nun neue Lösungen entwickelt, um die Zuverlässigkeit dieser Technologie zu verbessern.

Das Projekt, das in Zusammenarbeit mit vier weiteren Fraunhofer-Instituten durchgeführt wurde, konzentrierte sich auf die Schwachstellen von Umrichtern, die in Windkraft- und Photovoltaikanlagen eingesetzt werden. Diese Geräte sind extremen Belastungen ausgesetzt – von thermischen und elektrischen Überlastungen bis hin zu mechanischen und feuchtigkeitsbedingten Schäden. Um diese Probleme zu adressieren, haben die Forscher das Verhalten der Bauteile unter realen Bedingungen genau untersucht.

Besonders wichtig waren dabei neue Erkenntnisse über Korrosionsprozesse und Materialschäden, die durch Feuchtigkeit oder elektrische Felder entstehen. Das Fraunhofer IMWS in Halle hat sich hierbei auf die Materialdiagnostik spezialisiert und innovative Testmethoden entwickelt, um die Lebensdauer und Robustheit der Bauteile zu erhöhen. Dazu gehörte auch die Untersuchung von Degradationsmechanismen, etwa der Veränderung von Isolationsmaterialien im Laufe der Zeit.

Ein zentrales Ergebnis des Projekts war die Identifikation feuchtebedingter Ausfälle und Langzeitschäden, die durch die Anreicherung schädlicher Elemente in den Bauteilen entstehen können. Durch die gewonnenen Erkenntnisse können die Forscher nun gezielte Empfehlungen für die Materialwahl und die Herstellung der Umrichterkomponenten geben, um ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen und Wartungskosten zu senken.

Die entwickelten Lösungen könnten nicht nur die Photovoltaik- und Windkraftbranche voranbringen, sondern auch auf andere Sektoren übertragen werden, in denen Geräte ähnlichen Belastungen ausgesetzt sind – etwa in der Elektromobilität oder im Bahnverkehr.