Erneuerbare Energien

Das Problem, das gelöst werden muss. Der Aluminium-Modulrahmen berührt den Cu-Erdungsleiter (min. 6 mm² PE nach IEC 60364-7-712) direkt. In nassen, salzigen Küsteninstallationen oxidiert die galvanische Zelle die Verbindung über 10–15 Jahre — und nimmt dabei die Potentialausgleichserdung mit.

So löst CUPAL es. CUPAL-Unterlegscheibe in der Rahmen-Schuh-Schraubverbindung: Al-Seite zum Rahmen, Cu-Seite zum Erdungskabel. Die Schraubenspannung durchbricht das Al-Oxid, der Kontakt schließt sich über jedes Metall mit seiner eigenen Oberfläche, und die PE-Verbindung hält die Systemlebensdauer.

Das Problem, das gelöst werden muss. 8–32 PV-Strings laufen über Al-Sicherungsterminals auf einer gemeinsamen Cu-DC-Schiene zusammen. Der PV-Tageszyklus (–10 → +70 °C) verursacht thermisches Gleiten zwischen den unterschiedlich ausdehnenden Metallen, Fretting-Korrosion beginnt, Übergangswiderstand steigt in 3–5 Jahren um 50%.

So löst CUPAL es. CUPAL-Übergangs-Shunt zwischen Terminal und Schiene. Ein Teil, M6/M8-Verschraubung, Kupferseite zur Cu-Schiene, Aluminiumseite zum Sicherungssitz. Nach IEC 61439 1,2 A/mm² Cu-Kapazität — keine Übergrößendimensionierung.

Das Problem, das gelöst werden muss. Li-Ionen-Zellen-Al-positive und Cu-negative Tabs verbinden sich durch Ultraschall-/Laserschweißen mit der Cu-Modulschiene. Spröde CuAl₂-intermetallische Phase entsteht an der Cu-Al-Grenzfläche; Schweißzyklusrisse verursachen nach 300–500 Zyklen 40% Innenwiderstandserhöhung.

So löst CUPAL es. Vorverbundenes CUPAL-Shim (Al-Seite zum Zelltab, Cu-Seite zur Schiene) mit mechanischer Verbindung oder Niedrigtemperaturlöten. Die intermetallische Phase wird vermieden; die Diffusionsbindungsgrenzfläche hält stabil über 5000 Zyklen.

Das Problem, das gelöst werden muss. Die Generator-Cu-Wicklung verbindet sich mit Al-Konverterschiene; die Pitch- und Yaw-Al-Systeme verbinden sich mit dem Cu-Erdungsnetz des Turms. Bei Blitzentladung (LPL I: ≥200 kA, 10/350 µs) entstehen an Al/Cu-Verbindungen Lichtbogen, Erwärmung und erosive Korrosion — offshore durch Salzgischt beschleunigt.

So löst CUPAL es. CUPAL-Verbindungsblech (6–8 mm) an den Übergangspunkten mit M8–M12 Schraubverbindung. Besteht den IEC 61400-24 Anhang E Stoßtest in umsetzbarer Geometrie; Cu-Seite kann an das Erdungsnetz gelötet werden, Al-Seite weiter mit Turmstrukturelementen verbunden werden.

Das Problem, das gelöst werden muss. In mittelgroßen und großen PV-Parks treffen Al-Sammelschienen, die String-Wechselrichter verbinden, und zentrale Cu-Sammelpunkte in Außenschränken aufeinander. Nach IEC 61439 Schienensysteme darf der Übergangswiderstand in 10 Betriebsjahren nicht um mehr als 20% steigen.

So löst CUPAL es. Individuell zugeschnittene CUPAL-Schienenübergänge (aus Blech, 3–10 mm) verschraubt zwischen Cu-Schiene und Al-Schiene. Schienenquerschnitte unverändert, Cu 1,2 A/mm² Stromdichte haltbar — kein 33% größerer Al-Querschnitt erforderlich.

Das Problem, das gelöst werden muss. Im Inneren von 50–350 kW DC-Ladern erfordern Al-DC-Schalter, Schützengehäuse und Cu-Leistungsterminals zusätzliche Verbinder. Bei 500 A bedeuten 0,5 mΩ Übergangswiderstand 125 W Wärmeableistung pro Ladevorgang — Fretting lockert die Verbindung in 5 Jahren.

So löst CUPAL es. CUPAL-Shunt (50×30×5 mm, maßgeschneidert) bei 600 A Dauerstrom, 1200 A 10 s Stoßbelastung. Ein Teil, eine Schraubverbindung — ersetzt die alte mehrstufige Schuh-Kappe-Fett-Baugruppe.