Transformatorloser, 3-Stufen spannungsquellen Wechselrichter für netzgekoppelte Photovoltaik-Anlagen

H. Hinz (Betreuer: P. Mutschler )

Stand: durch Diss. 2000 abgeschlossen

Zur Einspeisung der von Photovoltaik-Generatoren erzeugten elektrischen Leistung (Gleichgrößen) in das Niederspannungs-Netz, muß diese in Wechsel- bzw. Drehstromgrößen umgeformt werden, wobei für Leistungen bis 5 KW die einphasige Einspeisung zulässig ist. Es wird daher ein einphasiger, transformatorloser Wechselrichter entwickelt, der einen hohen Wirkungsgrad, vor allem im Teillastbereich, und geringe Netzrückwirkungen aufweist.

H. Hinz: „Spannungseinprägender, einphasiger Dreipunkt-Wechselrichter für den transformatorlosen Netzparallelbetrieb von Photovoltaik-Anlagen“ (wird in neuem Tab geöffnet)
Darmstädter Dissertation, 2000 (Zusammenfassung)

H. Hinz, P. Mutschler: „Voltage source inverters for grid connected photovoltaic systems“ (wird in neuem Tab geöffnet)
2nd World Conference and Exhibition on Photovoltaic Solar Energy Conversion, Wien, Juli 1998, Seite 2045-2048

H. Hinz, P. Mutschler, M. Calais: „Control of a single phase three level voltage source inverter for grid connected photovoltaic systems“ (wird in neuem Tab geöffnet)
PCIM '98, Nürnberg, Mai 1998, Seite 599-606

H. Hinz: „How to choose switching frequency and filter-elements for a maximum effeciency photovoltaic inverter“
PCIM '97, Nürnberg, Juni 1997, Seite 429-438

H. Hinz, P. Mutschler: „Single phase voltage source inverters without transformer in photovoltaic applications“.
PEMC '96, Budapest, September 1996, Seite 3/161-3/165

B. Warmbier (Betreuer: P. Mutschler)

Stand: laufend

Besonders in Städten oder bei fassadenintegrierten Photovoltaikanlagen lassen sich unterschiedliche Einstrahlungen auf die einzelnen Module einer Anlage, hervorgerufen durch Teilabschattung oder die unterschiedliche Ausrichtung von Anlagenteilen nur selten vermeiden. Um in dieser Situation eine hohe Ausnutzung der Anlage zu erreichen muss jedes Modul einzeln oder in einer kleinen Gruppe in seinem jeweiligen Maximum Power Point betrieben werden. Ziel dieser Arbeit ist der Entwurf und Aufbau eines mehrstufigen Wechselrichtersystems, das die einzelnen Module einer Anlage mit Hilfe einer relativ einfachen Komponente im MPP betreibt, die Umformung in Wechselstrom aber mit Hilfe eines zentralen Wechselrichters vornimmt. Der Schwerpunkt liegt auf dem Entwurf einer geeigneten Topologie für das gesamte Wechselrichtersystem und der Optimierung der gleichstromseitigen Komponenten mit Blick auf Kosten, Wirkungsgrad und Sicherheit.

M. Meinhardt (Betreuer: P. Mutschler )

Stand: Durch Diss. 1997 abgeschlossen

Für die Netzkopplung von Photovoltaik-Anlagen werden Wechselrichter benötigt, die sich unter anderem durch einen hohen Teillastwirkungsgrad und Netzfreundlichkeit auszeichnen. Die Vorteile eines transformatorlosen Wechselrichterkonzepts sind neben einer Wirkungsgradverbesserung auch in einer Verringerung der Kosten und der Baugröße zu sehen. Da der stromeinprägende selbstgeführte Wechselrichter insbesondere im mittleren Leistungsbereich geeignet erscheint, steht dieser im Mittelpunkt der Untersuchungen, die sowohl simulatorisch als auch am praktischen Aufbau durchgeführt werden.

Mutschler, P.; Meinhardt, M.: Competive hysteresis controllers – a control concept for inverters having oscillating DC- and AC-side state variables (wird in neuem Tab geöffnet)
IEE Proc. Electr. Power Appl. Vol. 145, No. 06.November 1998

Übersicht zur Dissertation von Mike Meinhardt: „Stromeinprägender, transformatorloser Photovoltaik Wechselrichter mit konkurrierenden Schaltreglern für gleich- und wechselstromseitigen Zustandsgrößen.“ (wird in neuem Tab geöffnet)

Meinhardt, M.¸Mutschler, P.: „Inverters without transformer in grid connected photovoltaic applications“ (wird in neuem Tab geöffnet)
Proceedings of 6th European Conference on Power Electronics and Application (EPE ´95), Vol. 3, Sevilla, September 1995, S. 3.086 – 3.091

Mutschler,P: „ Wechselrichter für Photovoltaikanlagen“ (wird in neuem Tab geöffnet)
Ringvorlesung Regenerative Energien im Sommer-Semester 1994
HEAG Hess. Elektrizitäts AG, Energie-Verlag Heidelberg. S. 35 – 53

• Meinhardt, M, Knaup, P: „Aufbau eines Solargenerator -Hardware-Modells für den Test photovoltaischer Systemkomponenten basierend auf der Untersuchung des dynamischen Betriebsverhaltens von Solargeneratoren im realen Betrieb“
  11. Symposium Photovoltaische Solarenergie , Ostbayerisches Technologie Transfer Institut (OTTI) Kloster Banz , Staffelstein 13. – 15. 3. 1996 , S.446- 450
• Meinhardt, M.: Transformatorloser, stromeinpraegender Wechselrichter mit neuem Regelungskonzept
  Sonnenenergie (magazine), No. 6, 1996, S. 39 – 42
• Meinhardt, M: „Grenzwerte und Verfahren zur Beurteilung von leitungsgebundenen Störaussendungen bei Netzkopplung von Photovoltaik – Anlagen“
  11. Symposium Photovoltaische Solarenergie , Ostbayerisches Technologie Transfer Institut (OTTI) Kloster Banz , Staffelstein 13. – 15. 3. 1996 , S.594- 598
• Mutschler, P.; Meinhardt, M: „Transformatorlose Wechselrichter für Photovoltaik-Analgen“
  10. Symposium Photovoltaische Solarenergie , Ostbayerisches Technologie Transfer Institut (OTTI) Kloster Banz, Staffelstein 15. – 17. 3. 1995 , S.495 – 499