Klimasimulation im SMA Testzentrum

Von Matthias Gaßmann (Gastbeitrag) am 2. Februar 2012 in der Kategorie Unternehmen mit 3 Kommentare
Sunny Boy im Kälteschrank

Im Klima-und Stresslabor werden die neuentwickelten Produkte auf ihre Zuverlässigkeit unter extremen Witterungsbedingungen geprüft. Kältestarre oder Hitzetod eines Wechselrichters brauchen SMA Kunden nicht zu fürchten. Jedes neuentwickelte Produkt wird bis an seine thermischen Grenzen getestet. Einzige Ausnahme in unserem Labor sind die Sunny Central-Wechselrichter. Aufgrund ihrer Größe liegt der Focus hier bei den Baugruppen- und Bauteiltests.

Ebenfalls im Prüfplan zu finden sind sicherheitsrelevante Tests unter klimatischen Bedingungen. Diese Untersuchungen beginnen schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium und sind erst mit der Prüfung der Geräte aus der Serienfertigung abgeschlossen.

Eiskristalle auf einem Wechselrichter

Eiskristalle auf einem Wechselrichter

Schockfrosten bei -70°C

Dass Temperaturen lokal sehr unterschiedlich verteilt sein können, lässt sich im Gebäude 11 und im Container 10 sehr gut nachvollziehen. Während die Labortemperatur noch im Wohlfühlbereich liegt, herrschen in den unzähligen Temperatur-, Klima- und Schocktestschränken teils extreme Bedingungen.

Es können schon mal frostige -70°C oder aber nicht mehr ganz angenehme +200°C sein. Auch den zusätzlichen Einfluss von sehr hoher Feuchte müssen die Prüflinge über sich ergehen lassen.

Selbstverständlich sind dies extreme Bedingungen. Die Tests orientieren sich nicht ausschließlich an den natürlichen Umweltbedingungen. Um die Alterung zu beschleunigen und so eine Aussage über mögliche Ausfälle nach vielen Betriebsjahren zu bekommen, ist es üblich, bestimmte Faktoren, z.B. die Temperatur, die Feuchte, den Temperaturhub oder den Temperaturgradienten zu erhöhen.

So stehen zum einen die Wechselrichter als Ganzes, wie auch die darin verwendeten Bauteile, z. B. Kondensatoren, Schalter und Trafos auf dem Testplan. Was auch der Qualifizierung dient. Diesen Aufgabenschwerpunkt übernimmt das Team Lebensdauertest. Neben den normativen Prüfvorgaben ein weiteres wichtiges Element für die Festlegung der klimatischen Profile.

Leitungsschutzschalter im Wärmeofen

Leitungsschutzschalter im Wärmeofen

Ob Wüste oder Arktis: Wir simulieren alle Klimazonen der Welt

Ein weiteres Team beschäftigt sich mit der Simulation von Feldbedingungen, passender Weise „Interner Feldtest“ genannt. Im Laufe der vergangenen drei Jahre wurden zahlreiche Testsysteme entwickelt und aufgebaut. Dies hat dazu beigetragen, dass diese sehr komplexen Simulationen (u.a. Tag-/Nacht-, Sommer-/Winterzyklen) fast völlig autark laufen.

Was bleibt ist die Auswertung der anfallenden Datenflut. Dies ermöglicht reproduzierbare Ergebnisse und eine Vergleichbarkeit der Wechselrichter untereinander. Es spielt keine Rolle, ob arktisches, tropisches oder Wüstenklima simuliert werden soll.

Für die Vermarktung von Produkten ist es prinzipiell erforderlich, gewisse Standards zu erfüllen. Diese sind in Normen definiert. Bei elektrotechnischen Produkten ist ein Schwerpunkt der Schutz der Verbraucher vor den Gefahren der elektrischen Energie.

Die hierfür nötigen Tests werden vom Team Typtests durchgeführt. Dieser kleine Einblick soll zeigen, mit welchen Themen sich meine Kollegen und ich tagtäglich beschäftigen. Es gibt immer wieder neue Herausforderungen, welche aus dem Zusammentreffen von Temperatur, Feuchte und der Komplexität der SMA Produkte erwachsen. Dies erfordert entsprechendes Know-how, aber auch Lernbereitschaft und eine Portion Neugier, um die physikalischen und chemischen Zusammenhänge zu verstehen.

SMA hat im Laufe der vergangenen Jahre das Testzentrum aufgebaut und die Kapazitäten stetig erweitert. Der Vorteil für die Entwicklung liegt in der ortsnahen und flexiblen Nutzung der benötigten Prüfplatzkapazitäten. Außerdem wurde hier das Know-how in Bezug auf diese Tests konzentriert. Davon profitiert auch die Qualität der SMA Wechselrichter.

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Der Autor

Matthias Gaßmann (Gastautor)

Matthias Gaßmann arbeitet seit 2004 bei SMA und betreut die klimatischen Prüfungen im hauseigenen Testzentrum. Privat interessiert er sich u. a. für Musik und Technik.

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3 Kommentare

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    Matthias Gaßmann

    3. Februar 2012 um 15:03

    Um keinen falschen Eindruck zu erwecken. In meiner Vorstellung ging um den Bereich, in dem ich arbeite. Nicht um die Gesamtheit der Tests, welche die Wechselrichter und Komponenten im Laufe der Entwicklung – und darüber hinaus – durchlaufen. Dass der Schwerpunkt im Bereich MPS liegt, ist historisch bedingt. Deshalb müssen wir, aufgrund der Größenbegrenzung unserer Klimakammern , bei Tests von SunnyCentral (Komplettsystemen) passen. Dies bedeutet aber nicht, dass diese Wechselrichter nicht genauso geprüft werden. Die Kollegen aus dem Bereich PPS stellen ihren Bereich für klimatische Tests in einem der nächsten Artikel vor.
    In meinem nächsten Blogbeitrag stelle ich die Gruppe EUL (EMV- und Umweltlabor) vor. Hier werden die Prüfungen der elektromagnetischen Verträglichkeit, Transport- und sonstige mechanische Test, Akustikmessungen etc. . Also, immer schön neugierig bleiben.

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    Mathias Strippel

    3. Februar 2012 um 12:04

    Selbstverständlich werden auch die Sunny Central-Wechselrichter sowie ihre Zubehörkomponenten wie Sunny String Monitore bis an die thermischen Grenzen getestet. Um diese Tests gemäß den gültigen Normen durchführen zu können, stellt SMA im Divisionsbereich PPS eigens für diese Produkte eine 48m³ umfassende Großraumklimakammer bereit. Dort können alle erdenklichen Temperaturtests im Bereich von -40°C bis + 90°C fachgerecht durchgeführt werden. So wird sicher gestellt, dass das Gesamtprodukt allen Anforderungen gerecht wird.

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      Dagmar Buth-Parvaresh

      3. Februar 2012 um 13:01

      Die Sunny Central-Wechselrichter werden nicht nur in der Klimakammer getestet sondern durchlaufen auch Sand- und Staubtests, müssen ihr Verhalten bei Erdbeben- und Blitztests unter Beweis stellen und werden auch auf elektromagnetische Verträglichkeit getestet.
      Mehr Informationen dazu gibt es hier: http://www.sma.de/de/produkte/power-plant-solutions/loesungen.html

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