Verbundvorhaben: MS-LEIKRA - Leistungselektronik für die nächste Generation von Mittelspannungs-PV-Kraftwerken; Teilvorhaben: Entwicklung eines kompakten PV-Stringwechselrichters mit HV-SiC-MOSFETs und direktem Mittelspannungsanschluss für zukünftige PV-Kraftwerke
Zeitraum
2020-04-01 – 2023-09-30
Bewilligte Summe
1.958.100,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI4014A
Leistungsplansystematik
Netze [EB1820]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI4)
Förderprogramm
Energie
Im Rahmen dieses Vorhabens soll zusammen mit den Projektpartnern die neue Systemtechnik für die nächste Generation von PV-Großkraftwerken entwickelt und im Labormaßstab validiert werden. Hierbei wird die Spannung des Kraftwerks im Mittelspannungsbereich (UAC > 1500 V) ausgeführt werden. Bisherige Entwicklungen reizen die Grenzen der Niederspannung (< 1000 VAC / <±1500 VDC) aus. Das skizzierte Vorhaben macht den großen Schritt in die Mittelspannungsklasse und ermöglicht damit eine Kostenreduktion auf Systemebene und größere Kraftwerksleistungen. Fraunhofer ISE entwickelt hierzu eine an dieses Konzept angepasste leistungselektronische Systemtechnik. Diese besteht aus einem Wechselrichter mit ca. 200 kVA für den direkten Anschluss an das Mittelspannungsnetz und einen zugehörigen DCDC-Steller für die Anbindung der PV-Strings an den Zwischenkreis. Im Wechselrichter werden voraussichtlich 1700 V SiC-MOSFETs in einer Multilevel-Topologie zum Einsatz kommen. Der DCDC-Steller wird aus mehreren parallelen Einzelstellern bestehen, um Multistring-MPP-Tracking zu ermöglichen. Die einzelnen Steller sollen dabei auf Basis von neuartigen 3,3 kV HV-SiC-MOSFETs aufgebaut werden. Für den Umrichter wird seitens ISE auch die übergeordnete Regelung entwickelt, welche den Betrieb mehrerer paralleler Umrichter im Kraftwerkwerksverbund ermöglicht.
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