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Zuverlässige und robuste Leistungselektronik für die Energieversorgung

Norwegisches Forschungsprojekt unter Einbeziehung der TU Chemnitz und anderer europäischer Partner gestartet

Die Leistungselektronik spielt heute im Energieversorgungssystem eine immer wichtigere Rolle. Sie kann Netze stabilisieren und steuern. Beispiele sind die Netzintegration der erneuerbarer Energiequellen und die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ). Die leistungselektronischen Systeme müssen verlustarm, robust und fehlertolerant sein, d.h. sie müssen auch Überlastfälle und unvorhergesehene Störungen überstehen. Und sollten sie doch überlastet werden, so sollen die Folgen möglichst wenig Schaden anrichten und der Zustand danach noch beherrschbar sein.

In Norwegen, das sich als Energienation sieht, hat man die Bedeutung der Leistungselektronik für die Gesellschaft und die Industrie erkannt. Man stellt Zuverlässigkeit und Versorgungssicherheit an die erste Stelle. Einige Anlagen, z.B. auf dem Meer (offshore), haben erschwerte Wartungsbedingungen und hohe Ausfallkosten
Daher wurde jetzt ein Forschungsprojekt gestartet, um die einzelnen Systeme zu verbessern, das Auftreten möglicher Fehler vorher zu identifizieren, und korrekte Prognosen für die Lebensdauer des Systems zu geben. Für diese Aufgabe wurde ein Konsortium aus mehreren internationalen Partnern gebildet: Mitsubishi Electric, GE, EDF R&D und Statkraft als Industriepartner sowie SINTEF Energy Research (Norwegen) und die TU Chemnitz als Forschungseinrichtungen. Das Projekt hat den Titel: „Zuverlässige und robuste Leistungselektronik für die Energieversorgung. Die Finanzierung des Projektes erfolgt durch den norwegischen Forschungsrat und die beteiligten Industriepartner. Das vorrangige Ziel ist es, die Zuverlässigkeit von Systemen sehr hoher Leistung zu verbessern, ein besseres Verständnis der auftretenden Fehlermechanismen zu entwickeln und ein Werkzeug für die Echtzeitberechnung der verbleibenden Lebensdauer des Systems bereit zu stellen.

Die Testbedingungen werden an die zum Teil sehr rauen Umgebungsbedingungen im hohen Norden angepasst. Tests werden so durchgeführt, dass eventuelle Schädigungsmechanismen schneller auftreten. Indikatoren für die Früherkennung der Schädigung werden ermittelt, und aus dem Verlauf der Tests werden Schlüsse gezogen, wie eine Echtzeitabschätzung der Restlebensdauer möglich ist. Schließlich wird noch untersucht, wie sich ein überlastetes System beim Ausfall verhält und welche Maßnahmen zur Eingrenzung der Folgeschäden sinnvoll sind.

Die Mitarbeiter der Professur Leistungselektronik an der TU Chemnitz sind stolz darauf, dass sie nun schon zum zweiten Mal von den norwegischen Forschern als bevorzugte Partner in Europa ausgewählt wurden. Die TU Chemnitz ist auch die erste außernorwegische Universität, die Forschungsgelder vom norwegischen Forschungsrat erhalten hat.

(Autor: Lukas Tinschert)

Mario Steinebach
11.12.2015

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