/  01. November 2004  -  31. Dezember 2010

PV-MIPS

P. Funtan, Dr. N. Henze (Projektleiter), J. Liu, Dr. A. Notholt Vergara, S. Ritter

Förderung:  EU
Auftraggeber:  Europäische Kommission
Laufzeit:  1.11.2004 - 31.12.2010
Bearbeiter:

 Peter Funtan, Dr. Norbert Henze (Projektleiter), Jie Liu, Dr. Antonio Notholt Vergara, Stefan Ritter


Photovoltaische (PV) Module mit integrierten Stromrichtern bieten bei Planung und Betrieb einer PV-Anlage gegenüber konventionellen Anlagentopologien einige Vorteile: MPP-Regelung für Einzelmodule, einfache und flexible Anlagenplanung durch größtmögliche Modularität, Kleinstanlagen zum Einstieg in die PV-Technik, geringere Einbußen bei Teilausfällen und Standardbauelement für hohe Stückzahlen.

Bei einer vollständigen Integration von PV-Modul und Wechselrichter zu einer Einheit ist keine Gleichstromverkabelung mehr erforderlich. Die Netzanbindung ist mit etablierter Wechselstrom-Installationstechnik möglich. Trotz dieser Vorteile konnte sich dieses Anlagenkonzept bisher noch nicht durchsetzen, denn die am Markt verfügbaren Modulstromrichter besitzen gegenüber größeren String- oder Zentralwechselrichtern ein ungünstiges Preis-Leistungsverhältnis sowie einen geringeren Wirkungsgrad.

Im Rahmen des europäischen Projekts PV-MIPS werden neue Ansätze zur Entwicklung kleiner, modulintegrierter Stromrichter verfolgt, indem insbesondere der technische Fortschritt von leistungselektronischen Bauelementen und Dünnschicht-Solarmodulen auf Cu(In,Ga)Se2 Basis (CIGS) ausgenutzt wird. Durch eine spezielle Strukturierung können bereits CIGS-Module hergestellt werden, die eine MPP-Spannung von 800 V aufweisen. Dieser hohe Spannungspegel ermöglicht eine einfache Wechselrichtertopologie. Darüber hinaus kann bei einem dreiphasigen Netzanschluss aufgrund des gleichmäßigen Leistungsflusses auf große Elektrolyt-Kondensatoren verzichtet werden. Dieses Bauelement hat einen wesentlichen Anteil am Preis des Wechselrichters und darüber hinaus eine begrenzte Lebensdauer bei erhöhten Betriebstemperaturen. Weitere Einsparungspotentiale ergeben sich bei der Verwendung von integrierten leistungselektronischen Modulen, die bereits wesentliche Komponenten des Wechselrichters enthalten (Leistungsschalter, Dioden, Ansteuerkomponenten).

Innerhalb dieses Forschungsvorhabens werden technische Lösungen zur Integration von Solarmodul und Wechselrichter erarbeit. Ziel ist ein sogenanntes AC-Modul, das durch die Kombination von hoher Modulspannung und moderner Schaltungstechnik eine deutliche Kostenreduktion bewirkt. Damit soll dieser Technologie der entscheidenden Impuls für eine breite Markteinführung gegeben werden. Weitere Entwicklungsziele sind eine einfache Installation sowie hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Produkts.