Mit einem Schaltungstrick gelingt es, die Verluste eines serienmäßigen Wechselrichters zu halbieren und den Wirkungsgrad von 96 auf 98 Prozent zu steigern. Die HERIC®-Topologie ermöglicht einen Wirkungsgrad-Weltrekord von über 99 Prozent.
»Das war eine Sache von Minuten«, erinnert sich Dr. Heribert Schmidt an den Tag im Frühjahr 2002. Er hatte in seinem Büro am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg schon oft über dem Schaltungsplan eines Wechselrichters gegrübelt, um nach Verbesserungsmöglichkeiten zu suchen. Ein Geistesblitz – und eine genial einfache Lösung erschien vor seinen Augen. Sofort holte er einen Wechselrichter aus dem Labor, zog ein paar neue Strippen und baute zwei zusätzliche Halbleiter-Schalter ein. »Dann war nur noch wenig Arbeit an der Steuerung nötig – und schon hatten wir den Beweis!«, so knapp beschreibt der promovierte Elektrotechniker den revolutionären Schritt: Die Verluste ließen sich halbieren und der Wirkungsgrad von 96 auf 98 Prozent erhöhen.
Schlüsselkomponente für die Stromeinspeisung
Der Wechselrichter ist nach dem Solargenerator die zweite Schlüsselkomponente einer netzgekoppelten Photovoltaik-Anlage. Solarmodule erzeugen Gleichstrom. Soll der Strom ins öffentliche Netz eingespeist werden, muss er in netzkonformen Wechselstrom umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Wechselrichter. Einphasig einspeisende Wechselrichter bestehen aus drei wesentlichen Teilen: dem Pufferkondensator am Eingang, der den Gleichstrom des Solargenerators zwischenspeichert; der Wechselrichterbrücke mit vier Halbleiter-Schaltern, die den Gleichstrom durch schnelles Ein- und Ausschalten »zerhackt«, und als drittes den Drosselspulen am Ausgang, die den Wechselstrom in perfekten Sinusstrom verwandeln.
Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft