Uni Bremen forscht an Hochleistungs-Elektronik von Windkraftanlagen

Bremen - Die Lebensdauer der Leistungselektronik in Windenergieanlagen ist von zentraler Bedeutung. Aber welche Einflussfaktoren spielen eine Rolle? Bremer Forscher wollen das in einem Verbundprojekt herausfinden.

Gemeinsam mit Industriepartnern untersuchen die Bremer Wissenschaftler die Leistungselektronik von Windkraftanlagen in den kommenden drei Jahren im Verbundprojekt „Multidimensionale Belastungen der Hochleistungselektronik von Windenergieanlagen“ – kurz „HiPE-WiND“. In der Hansestadt entsteht eine neue, herstellerneutrale Lastprüfeinrichtung für Hochleistungselektronik von heutigen und zukünftigen Windenergieanlagen.

Lebensdauer der Leistungselektronik in Windkraftanlagen
Geht es um den reibungslosen Betrieb von Windkraftanlagen, dann ist die eingebaute Leistungselektronik ein zentrales Element. Noch ist nicht quantitativ bekannt, wie sich die Umwelt- und Lastbedingungen auf die Leistungselektronik auswirken. Für die Beantwortung dieser Fragen hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie jetzt 11,5 Millionen Euro bereitgestellt. Diese Summe geht an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Bremen und des Fraunhofer IWES in Bremerhaven. „Wir wollen die Faktoren besser kennenlernen, die die Lebensdauer der Leistungselektronik beeinflussen“, erklärt Professor Bernd Orlik vom Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) der Universität Bremen.

Grundlegende Erforschung von Ausfallursachen
„Die Ausfallursachen sollen grundlegend erforscht werden. Wir wollen Konzepte für eine Optimierung der Robustheit von Leistungselektronik entwickeln und diese dann auch experimentell überprüfen“, so Orlik. Im Mittelpunkt stehe dabei die Offshore-Windenergie, denn "bei Anlagen auf hoher See komme es noch stärker als auf dem Land auf eine hohe Zuverlässigkeit an, denn für Reparaturen oder Wartungen kommt man dort nicht so schnell und einfach hin." Neben dem genannten IALB und dem Fraunhofer IWES sind die Unternehmen Enercon (Wobben Research and Development) GmbH, Breuer Motoren GmbH und wpd windmanager GmbH & Co. KG am Verbundprojekt beteiligt.

Neue Prüf- und Teststände für die Leistungselektronik entstehen
Um die Hochleistungselektronik der Windenergieanlagen unter kombinierten klimatischen und elektrischen Belastungen realitätsnah untersuchen zu können, werden in Bremen in Kürze Test- und Versuchseinrichtungen entstehen. Hier werden dann ganze Stromrichter für Windenergieanlagen mit Leistungen bis 10 Megawatt vorher definierten Umweltbedingungen ausgesetzt, etwa großen Temperatursprüngen, stark schwankender Luftfeuchtigkeit bis hin zur Kondensation und Wechselwirkungen der verschiedenen mechatronischen Antriebsstrangsysteme untereinander.