Es ist eine große Auszeichnung für das Land Bremen als Wissenschaftsstandort: Die Universität Bremen und das Fraunhofer IWES in Bremerhaven erhalten für ein Verbundprojekt mit Industriebetrieben 11,5 Millionen Euro Förderung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie. Die Ergebnisse des dreijährigen Forschungsvorhabens mit dem Kurznamen „HiPE-WiND“ sollen dazu führen, dass die Lebensdauer der Leistungselektronik in Windenergieanlagen deutlich erhöht werden kann.

Offshore-Anlagen werden vielschichtig beansprucht

„HiPE-WiND“ steht für „Multidimensionale Belastungen der Hochleistungselektronik von Windenergieanlagen“. Und tatsächlich sind die Beanspruchungen von Windenergieanlagen vielschichtig – besonders auf hoher See, weshalb diese Bauten auch im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen. „Bei Offshore-Anlagen kommt es noch stärker als auf dem Land auf eine hohe Zuverlässigkeit an, denn für Reparaturen oder Wartungen kommt man dort nicht so schnell und einfach hin“, erläutert Professor Bernd Orlik vom Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente (IALB) der Universität Bremen. „Bislang ist noch zu wenig darüber bekannt, wie die speziellen Umweltbedingungen und Betriebssituationen, denen die jeweilige Leistungselektronik dort ausgesetzt ist, sich auf die Lebensdauer auswirkt.“

Neue Lastprüfeinrichtung entsteht

Das wird sich jetzt ändern. Um die Hochleistungselektronik der Windenergieanlagen unter kombinierten klimatischen und elektrischen Belastungen realitätsnah untersuchen zu können, werden in Bremen in Kürze Test- und Versuchseinrichtungen entstehen. Schon bald steht in der Hansestadt eine herstellerneutrale, multimodale Lastprüfeinrichtung für Hochleistungselektronik von heutigen und zukünftigen Windenergieanlagen zur Verfügung.

Mal Kälte, mal Hitze ....

In dieser Einrichtung setzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler komplette Umrichtersysteme für Windenergieanlagen mit Leistungen bis 10 Megawatt vorher definierten Umweltbedingungen aus. „Mal lassen wir die Stromrichter bei großer Kälte arbeiten, dann wieder bei Hitze und hoher Luftfeuchtigkeit“, so Bernd Orlik. „Gleichzeitig werden sowohl die ‚normalen‘ elektrischen Belastungen als auch nachgebildete Störungen und Systemwechselwirkungen beliebig oft ‚angewendet‘“.

Fragen anwendungsnah beantworten

Welche Einflüsse ergeben sich daraus auf die dort befindlichen Bauteile und Komponenten? Welche Wirkung hat das für die Systemlebensdauer? Wie kann die Robustheit von Leistungselektronik verbessert werden? Das sind die Fragen, die die Experten aus Bremen und Bremerhaven in Kooperation mit drei Firmen aus der Windenergiebranche schon bald anwendungsnah beantworten werden.

Pressemitteilung der Universität Bremen zum neuen Forschungsprojekt