Die Zukunft gehört den erneuerbaren Energien

Solarmodule produzieren den meisten Strom während des Tages, wenn also oft niemand zu Hause ist: Abends wird viel Energie benötigt, dann geht die Sonne gerade unter. Nachfrage und Angebot sind nicht synchron – ein grundlegendes Problem für die aus der Sonne gewonnene Energie. Auch bei Wind entstehen ähnliche Herausforderungen. Die Frage ist: Wie kann man eine höhere und stabile Leistung mit weniger Energieverlusten erreichen? Technische Lösungen auf Basis von Halbleitern sind notwendig, um diese Herausforderungen zu lösen. Sie machen die Energiespeicherung in Batterien effizienter und optimieren das gesamte System des Ausgleichs von Nachfrage und dem tatsächlichen Angebot von Solar- und Windenergie.

Mehr aus Sonne und Wind herausholen

Die Erzeugung regenerativer Energien effizienter zu machen, ist eine vorrangige Aufgabe bei den weltweiten Plänen zur Reduzierung der CO2-Emissionen und zur Steigerung der Energieeffizienz insgesamt. Wind- und Solarenergie haben einen erheblichen Anteil an den weltweiten Maßnahmen zum Klimaschutz. Von Natur aus erneuerbar und unbegrenzt vorhanden – beide Quellen werden benötigt, um den wachsenden Bedarf der Welt zu decken und gleichzeitig zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen beizutragen.

In den letzten Jahren hat es einen enormen Anstieg bei Solar-, Wind- und anderen erneuerbaren Energien gegeben. Mittlerweile haben die erneuerbaren Energien sogar Kostenparität mit fossilen Brennstoffen erreicht, was ihnen eine Schlüsselrolle im Bestreben, die Welt grüner zu machen, verschafft. Halbleiter waren von Anfang an unverzichtbar, um erneuerbare Energien immer effizienter und damit wirtschaftlich rentabel zu machen. Und: Erneuerbare Energien sind zudem ein entscheidender Faktor für das Null-Emissions-Ziel der Elektromobilität.

 

Effiziente Windkraft braucht optimale Systemlösungen

In Windkraftanlagen wandeln Leistungshalbleiter Strom um und koppeln den Generator an das Netz. Ein Windkraftumrichter in einer Windkraftanlage steuert neben der Stromübertragung mehrere wesentliche Funktionen und benötigt daher Leistungshalbleiter höchster Qualität. Windturbinenkonzepte müssen maximale Verfügbarkeit bieten, um die Netzstabilität zu erhalten. Die Netzstabilität hängt daher von Leistungshalbleiter-Bauelementen ab, die dynamische Fähigkeiten, hervorragende Funktionalität und höchste Zuverlässigkeit bieten.

Infineons Leistungsmodul, das PrimePACK™, unterstützt eine Vielzahl von Funktionen im Triebwerk der Windkraftanlage bei der effizienten Windenergieerzeugung: Einspeisung des erzeugten Stroms in das Netz, Sicherstellung der Netzstabilität, Ausrichtung der Windkraftanlage und der Rotorblätter zum Wind, Schutz der Windkraftanlage vor Überhitzung oder Einfrieren und Abschaltung der Windkraftanlage im Notfall.

Stromrichter und Wechselrichter für Windkraftanlagen

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Innovative Windkraftanlagen zu optimierten Kosten

Das PrimePACK™ IGBT5 mit .XT Interconnection Technology in 1700 V ist das führende Produkt auf dem Windmarkt für die kommenden Jahre und bietet eine erstklassige Power-Cycling-Fähigkeit, die zu einer längeren Lebensdauer führt. PrimePACK™ 3+ ist ein hochmodernes Leistungsmodulpaket, das sich ideal für Windanwendungen eignet. Das PrimePACK™ 3+-Gehäuse ermöglicht erhöhte Strombelastbarkeit zusammen mit den isolierten EiceDRIVER™-Gate-Treibern für Windkraftanlagen. Zusätzlich zu IGBT5 .XT gibt es auch EconoDUAL™ und EconoPACK™+ mit IGBT4-Chiptechnologie zusammen mit EiceDRIVER™ isolierten Gate-Treibern für Windkraftanlagen.

Unser Portfolio für Windanwendungen

Lösungen für effiziente Solarenergie

Photovoltaikanlagen können sehr modular für die Stromerzeugung installiert werden – vom einzelnen Hausdach bis hin zu Solarparks. Doch wie bei der Windenergie besteht auch bei der Nutzung der Solarenergie die große Herausforderung, Angebot und Nachfrage auszugleichen. Je nach Wetterlage schwankt die von den Photovoltaik (PV)-Modulen gelieferte Leistung stark. Deshalb ist die effiziente Kombination von Solarmodulen und Energiespeichersystemen mit Hilfe von Halbleitertechnologien eine effektive Möglichkeit, Angebot und Nachfrage zusammenzubringen.

Eine weitere technische Herausforderung: Solarmodule liefern Strom in Form von Gleichstrom (DC), der in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss, bevor man ihn ins Netz einspeisen, nutzen oder zum Verbrauchspunkt übertragen kann. Leistungshalbleiter und Solar-Wechselrichtertechnologien wandeln Gleichstrom in Wechselstrom um und übertragen den Strom mit minimalen Verlusten.

Je nachdem, an welcher Stelle die Wechselrichter genau eingesetzt werden, z.B. an der PV-Zelle oder in der Batterie, werden diese Wechselrichter als Mikro-Wechselrichter, Power Optimizer, String-Wechselrichter oder Zentralwechselrichter zugeordnet. Batterien beispielsweise benötigen zum Laden ein konstantes Spannungsniveau. Das heißt, die Spannung des Solarmoduls muss abgesenkt oder angehoben werden, ohne dass Energie verloren geht. Spezielle Mikrochips arbeiten in diesem Fall wie ein Schalter und stellen der Batterie genau die richtige Spannung zur Verfügung.

Lösungen für Solarenergieanlagen

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Breites Portfolio für Solaranwendungen

Das Infineon-Portfolio umfasst eine breite Auswahl an Wechselrichtern, die von wenigen Watt und Kilowatt für den privaten Gebrauch bis hin zu mehreren Megawatt für den kommerziellen und Utility-Scale-Markt reichen. Es umfasst erstklassige diskrete OptiMOS™-, CoolMOS™- und CoolSiC™-MOSFETs und IGBTs sowie hochintegrierte 3-Level-Easy-1B/2B-Module, funktional integrierte EiceDRIVER™-Gate-Treiber-ICs und XMC™-Mikrocontroller. Unterstützt durch unsere End-to-End-Anwendungsexpertise bieten wir Chip-Kombinationen an, um höchste Leistungsdichten und erstklassige Wirkungsgrade zu erreichen.

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In diesen Anwendungsbereichen kann die Energieeffizienz gesteigert werden