Dreiphasige Strangwechselrichter
Dreiphasige Strangwechselrichter dienen zur Stromwandlung für in Reihe geschaltete PV-Panels. Wechselrichter dieses Typs sind gewöhnlich für Leistungen von wenigen Kilowatt bis 200 kW ausgelegt. Strangwechselrichter sind in der Regel zweistufig aufgebaut. Für diesen Typ von Wechselrichter werden im Allgemeinen transformatorlose bzw. nicht isolierte Designs verwendet.
Zunächst setzt die DC-DC-Stufe die variable Gleichspannung in eine feste Gleichspannung um, wobei gleichzeitig über MPTT (Maximum Power Point Tracking) eine maximale Energieausbeute sichergestellt wird.
Anschließend wandelt die DC-AC-Stufe den Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom um. Für diese Stufe wird vorzugsweise entweder eine Zweipunkt- oder eine Dreipunkt-Topologie verwendet. Vor allem Dreipunkt-Topologien sind aufgrund ihres höheren Wirkungsgrades inzwischen weit verbreitet. Bei 1.000-V-Photovoltaikanlagen werden vorzugsweise NPC1-/NPC2-Dreipunkt-Topologien verwendet. NPC1-Dreipunkt-Systeme eignen sich für 600-V-Geräte und gestatten selbst bei überdimensionierten PV-Anlagen Schaltfrequenzen von mehr als 20 kHz. Für Geräte bis 600 V und bis 1200 V können NPC2-Dreipunkt-Systeme eingesetzt werden. Diese Topologie ist für den Betrieb mit Schaltfrequenzen unter 20 kHz am besten geeignet. In Solaranlagen bis 1500 V werden vorzugsweise ANPC-Dreipunkt-Wechselrichter verwendet, da sie widerstandsfähiger gegenüber kosmischer Strahlung sind und im Betrieb bei unterschiedlichen Leistungsfaktoren einen höheren Wirkungsgrad bieten. Größe und Gewicht des Wechselrichters sind in hohem Maße vom AC-Filter und vom Kühlsystem abhängig; es ist wünschenswert, eine hohe Schaltfrequenz bei gleichzeitiger Verringerung der Systemgröße und -kosten zu erreichen.
Produkte von Infineon für Designs bis 200 kW
Üblicherweise wird ein einzelner Wechselrichter für Leistungen von 5 kW bis 200 kW ausgelegt. Durch Parallelschaltung mehrerer Wechselrichter können bis zu 20 MW erreicht werden.
Wechselrichter für kommerzielle Anwendungen und Solarparks von Energieversorgern sind im Leistungsbereich von 20 kW bis 200 kW erhältlich. Die Modullösungen CoolSiC™ Easy und Easy (Dreipunkt-Topologie) von Infineon ermöglichen einzigartige Leistungsdichten und erleichtern die Fertigung. Jeder Schalter benötigt einen Treiber, der angesteuert werden muss. Daher erhalten Sie von uns auch den geeigneten EiceDRIVER™-Gate-Treiber sowie den passenden XMC™-Mikrocontroller für Ihr Wechselrichterdesign. Schließlich braucht jeder Funktionsbaustein auch einen Sensor und eine Hilfsstromversorgung. Hierfür haben wir CoolSET™-Leistungsstufen und TLI4971-Stromsensoren im Programm.
Bei der Wahl der geeigneten Lösung für das Design Ihres dreiphasigen Wechselrichters kommt es auf die perfekte Kombination aus einer hoch entwickelten digitalen Regelungstechnologie und einer effizienten Stromumrichtungsarchitektur an – die Voraussetzung für optimale Energiegewinnung und hohe Zuverlässigkeit. Für die Leistungsstufen dreiphasiger Strangwechselrichter gibt es eine Reihe von bevorzugten Topologien. Alle diese Topologien können zur Abdeckung eines größeren Bereichs von Eingangsspannungen mit einer Booster-Stufe und MPPT-Funktionalität aufgerüstet werden.
Im branchenführenden Leistungselektronik-Portfolio von Infineon finden Sie die passenden Produkte für Ihre Design-Topologie:
Dreiphasige Strangwechselrichter: Trends und Anforderungen
Die immer lauter werdende Forderung nach Netzparität setzt die Hersteller unter einen hohen Preisdruck. Dies hat dazu geführt, dass die Branche inzwischen nicht mehr auf 1000-V-Solaranlagen setzt, sondern auf 1500-V-Anlagen, und der Trend für kommerzielle Anlagen und bei den Energieversorgern geht eindeutig dahin, die Photovoltaikanlagen besonders groß auszulegen.
Für den Leistungsbereich bis 20 MW werden „schlanke“ Strangwechselrichter immer beliebter. Sie bieten Flexibilität beim Design, lassen sich gut transportieren sowie schnell und mühelos von zwei Personen mit wenigen Handgriffen austauschen.
Dank unserer großen Erfahrung und unseres detaillierten Expertenwissens in der Solarbranche und verwandten Industrien sind unsere Lernkurven flach, sodass wir schnell angepasste Lösungen bereitstellen können. Dabei helfen auch unsere bewährten Prozesse der kurzen Wege. Durch Kombination der leistungsfähigen 1200-V-CoolSiC™-MOSFETs und der galvanisch isolierten Gate-Treiber der Produktfamilie TRENCHSTOP™ IGBT7-EiceDRIVER™ lassen sich die System- und Betriebskosten deutlich verringern. Außerdem zeichnen sich diese Lösungen durch bisher ungekannte Werte bei Wirkungsgrad und Leistungsdichte aus.
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Podcast4Engineers: Solar
Photovoltaic systems – commonly known as solar power – are driving the shift from fossil fuels and bringing us closer to having abundant, green energy. Innovative and reliable power semiconductors and inverter technologies ensure that harnessing solar power is more convenient, efficient, and attractive.
Neues Whitepaper: Trends und Lösungen bei Solar-, Windenergie- und Energiespeichersystemen (EN)
Informieren Sie sich über Solar-, Windenergie- und Energiespeichersysteme sowie über die Anforderungen an die erforderlichen Leistungshalbleiter. Erfahren Sie, welche Antworten Infineon auf die Trends im Markt für erneuerbare Energien und Speichersysteme hat, z. B. wenn es um die Integration von Wechselrichtern mit CoolSiC™-MOSFETs geht. Verschaffen Sie sich einen Überblick über unsere verschiedenen Angebote für Lösungen in den Bereichen Solarenergie-, Windenergie- und Energiespeichersysteme.
Anwendungspräsentation: Wie lässt sich das grenzenlose Potenzial der Sonnenenergie nutzen? (EN)
In dieser Präsentation erhalten Sie einen Überblick über die Topologien, die technologischen Trends und die Anforderungen im Bereich Solaranwendungen. Informieren Sie sich über unser Angebot für die einzelnen Wechselrichtertypen – vom Modulwechselrichter über den Zentralwechselrichter bis zum Strangwechselrichter. Holen Sie sich Empfehlungen für Ihre Anwendung, und lassen Sie sich ihr kundenspezifisches Modul von uns erstellen – in nur fünf Monaten.
On-Demand-Webinar: Speicherung von Energie aus Sonne und Wind
In diesem Webinar erhalten Sie Informationen zu erneuerbaren Energien und zu neuen Anwendungen im Bereich Energiespeicherung.
Die Vorteile einer optimalen Systemlösung
In the technical introduction training, you became familiar with the full-bridge transformer driver family 2EP, which is a reliable power supply that supports Infineon’s top-notch switches and isolated gate drivers. By the end of this deep dive, you will be able to describe the working principle of this family and know about possible applications by understanding the effect of input voltage changes, transformer transfer ratio, and duty cycle changes on the isolated output voltage.
This video will introduce you to the 2EP EiceDRIVER™ power family, along with its features and advantages. Additionally, you will have an overview of the extensive application scope of the 2EP.
Let’s learn more about how solar inverters work, from the ones we have in our houses, to the ones that are applied in major factories. We will also see how Infineon innovates in power semiconductors for solar inverter technology and how that can help with reducing costs and time to market.
In this module, we will have a look at different solar inverter trends and how the technology is evolving.
And afterwards, we will see what Infineon’s comprehensive solutions for the positioning of solar applications are.
Webinars
Join the webinar to learn about the positioning of SiC for in solar and energy storage applications. We will talk about the benefits of using Infineon’s Silicon Carbide MOSFET for solar and energy storage power conversion supported by real application examples.
In joining the webinar you will get a better understanding of the main technology trends in solar inverters.
The trend toward smart homes and connected systems demands a common communication interface between all home appliances and a PV inverter to enable a better balance between energy generation and consumption.
The main objective of this webinar is to explain the key technical features and system-level benefits of Infineon's semiconductor solution for string and hybrid inverter systems up to 30 kW output power.
Key Takeaways
1. Discover key technical features and system-level benefits of Infineon's semiconductor solution for string and hybrid inverter systems
2. Examine key drivers and technological requirements in the trend toward higher integration and fan-less operation
3. Explore the role of the PV inverter in the context of the smart home
Keywords: Silicon carbide, SiC, power density, bidirectional, power conversion, efficiency, energy, solar, storage, cost-effective, cost-effective power density, bidirectional power flow capability, high-efficiency power conversion
