GE und Fraunhofer entwickeln gemeinsam Verfahren zur Lebensdauervorhersage von Leistungselektronik in Photovoltaikanlagen

Berlin (ots) -

- GE beteiligt sich am Projekt CoMoLeFo (Condition Monitoring für
Leistungselektronik in der Fotovoltaik) für eine
zukunftsorientierte Überwachungsmethode für Solarwechselrichter
- Die neue Technik ermöglicht eine präzise Prognose der verbleibenden
Lebensdauer von IGBTs im täglichen Betrieb

Der Sonnenenergie kommt im zukünftigen Energiemix in Deutschland
eine tragende Rolle zu. Um das Wachstum des Sektors sowie eine
angemessene Kapitalrendite zu gewährleisten, ist die Zuverlässigkeit
von Photovoltaikanlagen von zentraler Bedeutung. Die
Weiterentwicklung von Photovoltaik-Leistungselektronik trägt zur
Verbesserung der Gesamtzuverlässigkeit von Anlagen bei.

Ständige Lastschwankungen belasten die Leistungselektronik von
Solarwechselrichtern in Photovoltaikanlagen. Dies bedeutet ein
erhöhtes Risiko unerwarteter Anlagenausfälle. Bislang war eine
zuverlässige Prognose der Lebensdauer teurer Leistungshalbleiter so
gut wie unmöglich. GE (NYSE: GE) hat heute bekanntgegeben, dass das
Unternehmen gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit
und Mikrointegration IZM ein Verfahren zur Prognostizierung der
Restlebensdauer von Leistungselektronik entwickelt. Im September 2012
wird der erste Prototyp dieses Messsystems in Berlin vorgestellt.

Bereits erzielte Ergebnisse des noch laufenden
Gemeinschaftsprojekts mit dem Namen CoMoLeFo - Condition Monitoring
für Leistungselektronik in der Fototovoltaik - sind die
Identifikation und Detektion von typischen Alterungsmechanismen von
IGBT-Leistungshalbleitern (Insulated Gate Bipolar Transistoren).
IGBTs sind für hohe Leistungen ausgelegte Schaltelemente und stellen
die zentrale Komponente eines modernen Wechselrichters dar. Heute
lassen sich mit mathematischen Algorithmen und Messdaten genaue
Angaben über den Zustand der Halbleiter während des Betriebs treffen.
Damit wird eine zuverlässige Prognose über die verbleibende
Lebenserwartung eines IGBT möglich und somit eine zustandsabhängige
Wartung. Die Betriebsdauer kann signifikant gesteigert und somit die
Zuverlässigkeit verbessert werden, während die Kosten aufgrund
außerplanmäßiger Stillstände und deren Folgen reduziert werden.

"Die bisher schon im Projekt gewonnenen Erkenntnisse stärken unser
Verständnis zu Ausfallmechanismen und sind damit besonders wertvoll
zur Verfeinerung von Simulationsmodellen sowie für die Auslegung
neuer leistungselektronischer Systeme", sagt Dr.- Ing. Andreas
Middendorf, Leiter des Projektes CoMoLeFo am Fraunhofer-Institut für
Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM.

CoMoLeFo basiert auf zwei sich ergänzenden Verfahren: Einerseits
wird die Chiptemperatur durch Messung der relevanten elektrischen
Parameter der IGBTs im Betrieb gemessen. Um die resultierende
Systembelastung zu beurteilen, werden die Temperaturdaten in ein
Physics-of-Failure-Modell eingegeben. Andererseits wird die
Parameteränderung aufgrund von Alterung überwacht. So lässt sich
mittels eines Remotediagnosesystems die Restlebensdauer der IGBTs
softwaretechnisch verarbeiten und als Datensatz an den Kunden und den
Servicedienstleister übermitteln.

"CoMoLeFo wird uns eine genaue Überwachung des Systemzustandes
erlauben. Das geht mit einer verbesserten Verfügbarkeit unserer
Wechselrichter einher und wir können unseren Kunden dank der
Prognosen einen punktgenaueren Service anbieten. Das spart Zeit und
reduziert Kosten für unsere Kunden", sagt Dr. Georg Möhlenkamp,
Senior Leader Product Management vom Geschäftsbereich Power
Conversion von GE Energy.

An dem von der TSB Berlin mit EFRE-Mitteln geförderten Projekt
arbeiten neben GE Energy und dem Fraunhofer-Institut für
Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM auch die imc Meßsysteme GmbH
und Elbau Elektronik Bauelemente GmbH.

Pressekontakt:
Paul Floren, GE Energy
Power Conversion, External Affairs
+33 620 711 421
paul.floren@ge.com

Carsten Ritter
Power Conversion, External Affairs
+ 49 (0) 30 7622 31 73
carsten.ritter@ge.com