Fortschritte bei Leistungshalbleitern und Systemdesign ermöglichen skalierbare Hochleistungs-Niederspannungsarchitekturen.

(WK-intern) – Mit der stetig steigenden Nennleistung von Windkraftanlagen ist die Architektur elektrischer Systeme zu einem zentralen Designaspekt für OEMs geworden.

Während Mittelspannungs-Vollumrichter (MV FC) traditionell Hochleistungsplattformen dominierten, ermöglichen jüngste Fortschritte in der Leistungshalbleitertechnologie Niederspannungs-Vollumrichter (LV FC) mit Leistungen von über 10 MW.

Ingeteam stellt seinen technischen Ansatz für das Design von Niederspannungs-Vollumrichtern für Windkraftanlagen der nächsten Generation vor und konzentriert sich dabei darauf, wie moderne Halbleitergehäuse, modulare Architekturen und Systemoptimierung eine hohe Energiedichte, servicefreundliche Designs und langfristige Zuverlässigkeit ermöglichen.

Zu den wichtigsten Designelementen gehören modulare Leistungselektronik, validierte Steuerungs- und Schutzsysteme sowie eine cybersicherheitsfähige Steuerelektronik gemäß IEC 62443. Diese Merkmale unterstützen gemeinsam die kompakte Gondelintegration, die Einhaltung anspruchsvoller Netzanschlussbedingungen und ein reduziertes Betriebsrisiko sowohl an Land als auch auf See.

Ein zentraler Aspekt dieses Ansatzes ist die Systemoptimierung. Durch die Entwicklung von Generatoren und Umrichtern als Teil eines integrierten elektrischen Systems – unter Beibehaltung der Kompatibilität mit verschiedenen Generatortechnologien – können OEMs Strom- und Spannungspegel optimieren, Halbleiterbeschränkungen bewältigen und flexibel auf sich entwickelnde Plattform- und Lieferkettenstrategien reagieren.

„Die Diskussion dreht sich nicht mehr nur um Mittel- versus Niederspannung, sondern darum, wie man skalierbare, wartungsfreundliche und zukunftssichere elektrische Systeme entwickelt“, sagte Alberto Barcia, Leiter des Geschäftsbereichs Windsysteme bei Ingeteam. „Fortschritte in der Halbleitertechnologie ermöglichen es Niederspannungs-Vollumrichterlösungen, eine deutlich wichtigere Rolle in Hochleistungs-Windkraftanlagenarchitekturen zu spielen.“

Low-voltage full converters gain relevance for next-generation wind turbine platforms

Advances in power semiconductors and system design enable scalable, high-power LV architectures.

As wind turbine rated power continues to increase, electrical system architecture has become a central design consideration for OEMs. While medium-voltage full converter (MV FC) solutions have traditionally dominated high-power platforms, recent advances in power semiconductor technologies are enabling low-voltage full converter (LV FC) solutions at power levels exceeding 10 MW.

Ingeteam is sharing its technical approach to LV full converter design for next-generation wind turbines, focusing on how modern semiconductor packages, modular architectures, and system-level optimization enable high energy density, service-friendly designs, and long-term reliability.

Key design elements include modular power electronics, validated control and protection systems, and cybersecurity-ready control electronics aligned with IEC 62443 requirements. Together, these features support compact nacelle integration, compliance with demanding grid codes, and reduced operational risk in both onshore and offshore applications.

A central aspect of this approach is system-level optimization. By designing generators and converters as part of an integrated electrical system — while maintaining compatibility with different generator technologies — OEMs can optimize current and voltage levels, manage semiconductor constraints, and retain flexibility in response to evolving platform and supply chain strategies.

“The discussion is no longer only about MV versus LV, but about how to design electrical systems that are scalable, serviceable, and future-ready,” said Alberto Barcia, Business Unit Director of Wind Systems at Ingeteam. “Advances in semiconductor technology allow LV full converter solutions to play a much stronger role in high-power wind turbine architectures.”

More details, including access to a dedicated whitepaper, are available here.

About Ingeteam
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We apply our technology of rotating electric machines, power electronics, and control and automation electronics to the wind, photovoltaic, hydroelectric, battery energy storage, smart grid, rail traction, electric mobility, marine, water, steel, mining, and green hydrogen sectors.
In this way, Ingeteam is positioned as a benchmark in the entire life cycle of electricity: generation, storage, transmission, distribution and efficient consumption.

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PB: Jüngsten Fortschritte in der Halbleitertechnologie Niederspannungs-Vollumrichterlösungen für Turbinen mit einer Leistung von über 10 MW ermöglichen und skalierbare und servicefreundliche elektrische Architekturen unterstützen / ©: Ingeteam