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Symbolfoto: Das AIT ist Österreichs größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung

Wechselrichter Labor SmartEST

Innovative Prüftechnologien im SmartEST Wechselrichter Labor

Das Wechselrichter Labor des AIT bietet eine breite Palette an Testdienstleistungen, die auf modernsten Technologien basieren. Als führendes Wechselrichter Labor unterstützt es Unternehmen und Entwickler bei der Prüfung und Optimierung von Komponenten und Systemen. Hier erhalten Sie präzise, zuverlässige Ergebnisse – ob für elektrische Tests, Lebensdauersimulationen oder Grid-Code-Prüfungen.

Was ist das SmartEST Wechselrichter Labor?

Das SmartEST Wechselrichter Labor ist eines der modernsten Prüflabore Europas und spezialisiert auf die Prüfung und Entwicklung von Wechselrichtern, Energiesystemen und Smart-Grid-Komponenten. Ziel ist es, die Zuverlässigkeit und Effizienz dieser Technologien zu gewährleisten und gleichzeitig die Anforderungen moderner Energienetze zu erfüllen.

Dienstleistungsangebot des SmartEST Wechselrichter Labors

Das AIT Wechselrichter Labor bietet eine Vielzahl von Dienstleistungen, die speziell auf die Bedürfnisse von Entwicklern und Herstellern zugeschnitten sind. Von Komponententests bis hin zur Simulation komplexer Energiesysteme – das SmartEST Wechselrichter Labor deckt alle Anforderungen ab.

Prüfung von Wechselrichter Komponenten und Systemen

Das Labor ermöglicht Tests unter realitätsnahen Bedingungen, einschließlich simulierter Netze und Primärenergiequellen. Es werden elektrische, funktionale und leistungstechnische Prüfungen gemäß den neuesten Grid-Codes durchgeführt, um die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben sicherzustellen.

Gleichzeitige Prüfung von Leistungs- und Kommunikationsschnittstellen

Die Integration von Leistungs- und Kommunikationsschnittstellen ist entscheidend für die Interoperabilität moderner Energiesysteme. Das SmartEST Wechselrichter Labor testet diese Schnittstellen unter realen Bedingungen, um eine optimale Funktionalität zu gewährleisten.

 

Ziele von Leistungstests

Die Tests dienen dazu:

  • Effizienz zu bewerten, um Verluste zu minimieren.
  • Normkonformität zu prüfen, insbesondere hinsichtlich Netzsynchronisation und Sicherheitsfunktionen.
  • Die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit sicherzustellen.
  • Leistungsfähigkeit bei variierenden Bedingungen (Lastwechsel, Spannungsschwankungen, Temperaturen) zu analysieren.

Wichtige Leistungstests

Effizienztests

Maximaler Wirkungsgrad:

Überprüfung des maximal erreichbaren Wirkungsgrads bei Nennleistung.

  • Beispiel: Ein Wechselrichter mit 97 % Wirkungsgrad wandelt 97 % der DC-Energie in AC um, während 3 % als Wärme verloren gehen.

Teillastwirkungsgrad:

Effizienz bei unterschiedlichen Laststufen (z. B. 10 %, 25 %, 50 %, 75 % der Nennleistung). Wechselrichter arbeiten oft unterhalb der Maximalleistung, daher ist der Teillastwirkungsgrad entscheidend.

 Europäischer Wirkungsgrad:

Durchschnittswert der Effizienz basierend auf typischen Lastprofilen in Europa.

Leistungs- und Belastungstests

Dauerleistungstest:
Wechselrichter wird über einen langen Zeitraum bei maximaler Leistung betrieben, um die thermische Stabilität und Belastbarkeit zu prüfen.

 

Überlastfähigkeit:
Test des Verhaltens bei kurzzeitigen Überlastungen (z. B. 110 % oder 120 % der Nennleistung). Wichtig für Systeme, die mit variierenden Lasten oder Spitzen arbeiten.

 

Spannungs- und Frequenzstabilität:
Überprüfung, ob der Wechselrichter bei unterschiedlichen Netzbedingungen (z. B. Spannungsschwankungen) stabil arbeitet.

Inselnetztests

  • Eigenverbrauch im Standby:
    Messung des Stromverbrauchs, wenn der Wechselrichter inaktiv ist, um Energieverluste im Leerlauf zu minimieren.
  • Off-Grid-Fähigkeit:
    Test für Inselnetzanwendungen, bei denen der Wechselrichter ohne Netz synchron arbeiten muss.

Dynamiktests

  • Lastwechselverhalten:
    Test des Wechselrichters bei plötzlichen Änderungen der Last oder der Eingangsspannung (z. B. durch wechselnde Sonneneinstrahlung bei PV-Anlagen).
  • Regelverhalten:
    Wie schnell und präzise der Wechselrichter auf Änderungen in der Eingangs- oder Netzspannung reagiert.

Normen und Richtlinien für Wechselrichtertests

Wechselrichtertests orientieren sich an internationalen Standards wie:

  • IEC 62109-1/-2: Sicherheit von Wechselrichtern.
  • IEC 61727: Anforderungen für Netzanschluss.
  • VDE-AR-N 4105: Deutsche Norm für die Einspeisung in Niederspannungsnetze.
  • IEEE 1547: Anforderungen für Netzsynchronisation und Inselvermeidung.
  • IEC 61683: Effizienzmessung von Wechselrichtern.

 

Simulationen im SmartEST Wechselrichter Labor

Netzsimulation

Die Netzsimulation im Wechselrichterlabor ist ein entscheidender Bestandteil, um Wechselrichter unter realistischen und kontrollierten Bedingungen zu testen. Dabei wird ein künstliches Stromnetz nachgebildet, das typische oder extreme Netzbedingungen simuliert. Dies ermöglicht die Überprüfung der Netzkompatibilität und der Schutzfunktionen des Wechselrichters, bevor dieser in einer echten Umgebung eingesetzt wird.

  • 3 unabhängige Labornetze mit variablen Netzimpedanzen für bis zu 1000 kVA, flexibler Sternpunktkonfiguration und Erdungssystemen
  • Nennspannungen von 300 V bis 690 V
  • 2 unabhängige Netzsimulatoren mit hoher Bandbreite: 0 bis 480 V 3-Phasen-Wechselstrom, 800 kVA, variabler Frequenzbereich
  • 3-phasiger symmetrischer oder asymmetrischer Betrieb
  • Einrichtungen für LVRT- (Low Voltage Ride-Through)

Simulation und Prüfung kompletter Systeme

Mit Power Hardware-in-the-Loop (P-HIL)-Experimenten und Multi-Domain-Co-Simulationen lassen sich komplette Erzeugungssysteme simulieren und testen. Diese Technologien ermöglichen eine schnelle Modellierung und Prototyping.

Umweltsimulation

In speziellen Prüfkammern können Geräte unter extremen Temperaturbedingungen und unterschiedlichen Luftfeuchtigkeitsniveaus getestet werden. Dies ist ideal für beschleunigte Lebensdauertests.

  • Temperaturtests:
    Betrieb unter extremen Temperaturen (z. B. -40 °C bis +120 °C) zur Überprüfung der Kühlungsmechanismen und Effizienz.
  • Feuchte- und Korrosionstests:
    Insbesondere bei Außenwechselrichtern wird geprüft, ob Feuchtigkeit oder korrosive Umgebungen (z. B. Salznebel in Küstenregionen) die Funktion beeinträchtigen.

DC-Quellen und Batteriesimulation

Dynamische PV-Array-Simulatoren
Das Labor verfügt über sechs unabhängige Simulatoren mit einer Leistung von 1500 V und 1100 kW, die realistische Bedingungen für Solarsysteme nachbilden.

 

Bidirektionale DC-Quellen
Diese ermöglichen die Emulation von Batteriesystemen, um ihre Leistung und Zuverlässigkeit zu testen.

Präzise Datenerfassung und Analyse

Hochpräzise Leistungsanalysatoren und fortschrittliche Datenerfassungssysteme ermöglichen die gleichzeitige Erfassung mehrerer Datenströme, um detaillierte Einblicke in die getesteten Systeme zu gewinnen.

Das SmartEST Labor des AIT ist die ideale Adresse für Hersteller, Entwickler und Forscher, die auf zuverlässige Tests und innovative Lösungen setzen. Mit modernster Technik und umfangreichen Dienstleistungen unterstützt das Labor die Energiewende und bringt die Technologien der Zukunft voran.

FAQs

  • Welche Arten von Tests bietet das SmartEST Labor an?
     Das Labor bietet elektrische, funktionale, Leistungs- und Lebensdauertests sowie Simulationen von Smart-Grid-Szenarien.
  • Welche Systeme können getestet werden?
     Von dezentralen Erzeugern über Batteriesysteme bis hin zu kompletten Energieanlagen ist das Angebot umfassend.
  • Welche Temperaturen können in den Prüfkammern simuliert werden?
     Die Temperaturbereiche reichen von -40 °C bis +120 °C, mit Luftfeuchtigkeiten von 10 % bis 98 %. ; in Kombination eingeschränkt durchführbar.
  • Wie werden die Prüfungen akkreditiert?
     Die Prüfungen werden entweder direkt akkreditiert oder mittels Witness-Verfahren im Rahmen eines akkreditierten Umfangs durchgeführt.
  • Wie groß können die zu testende Geräte sein?
     Geräte mit Abmessungen von bis zu 3,60 x 2,60 x 2,80 m können getestet werden.
  • Wie schwer kann der Prüfling sein?
    Dies ist abhängig vom Aufstellungsort. 10 Tonnen außerhalb der Prüfkammer; 3 Tonnen innerhalb der Prüfkammer.