Entwicklung eines hocheffizienten Photovoltaikwechselrichters für den Leistungsbereich von 100 bis 500 kW

Inhalt:
In den letzten Jahren wurde viel Entwicklungsarbeit für photovoltaische Einspeisewechselrichter geleistet. Immer noch sind die Senkung der Systemkosten und die Verbesserung des Wirkungsgrades die wichtigsten Ziele. Dieser Beitrag analysiert und vergleicht verschiedene Wechselrichtertopologien, welche für hocheffiziente photovoltaische Zentralwechselrichter im Leistungsbereich 100-500 kW in Frage kommen. Es wird gezeigt, dass auch mit heutigem Stand der Technik europäische Wirkungsgrade bis 98,9 % ohne neue Halbleitertechnologien zu erreichen sind. Die Arbeit umfasst Recherche, Simulation von Halbleiterverlusten sowie Modellierung der Eisen- und Kupferverluste der eingesetzten Filterinduktivitäten. Diese sorgfältige Verlustmodellierung der einzelnen Komponenten ermöglicht, die Verluste des Gesamtsystems in Abhängigkeit der Betriebsparameter wie Schaltfrequenz, Zwischenkreisspannung und Ausgangsstrom genau zu bestimmen. Die anschließende Bewertung der Topologien erfolgt dabei nicht nur anhand der erreichbaren Wirkungsgrade, sondern auch im Hinblick auf Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Nach Auswahl der besten Topologien werden Prototypen aufgebaut, um die simulierten Ergebnisse zu verifizieren.