Renewables

Mit unserer Kühlung holst du volle Leistung aus Wind und Sonne

Erneuerbare Anlagen stehen dort, wo Wartung teuer ist: auf Türmen, in der Fläche, auf See. Wir konstruieren Kühlkörper für Umrichter, Generatoren und Speicher, die dort über Jahrzehnte laufen, auch unter Salznebel, Staub und Temperaturwechseln.

Mehrseitige Bauteilkühlung Produktbeispiel 5-1 | Multipress
Stranggepresster Kühlkörper Produktbeispiel 2-1 | Extrufin
Stranggepresster Kühlkörper Produktbeispiel 7 | Extrufin
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Nicht nur der Wechselrichter

In der Anlage wird mehr heiß als die Leistungselektronik.

Neben Umrichtern kühlen wir Generatoren, Stromschienen, Speicher und Gehäuse. An schwer zugänglichen Standorten entscheidet die Kühlung darüber, wie oft jemand hinaufmuss.

  • Umrichter & Wechselrichter

    IGBT- und SiC-Module unter stark schwankender Last.

  • Generatoren & Statoren

    Verlustwärme direkt an der Wicklung abführen.

  • Stromschienen & Busbars

    Verlustwärme in der Stromverteilung aufnehmen.

  • Batteriespeicher

    Zelltemperierung für Lebensdauer und Sicherheit.

  • Transformatoren & Drosseln

    Passive Komponenten mit hoher Dauerverlustleistung.

  • Gondel- & Schaltschrankkühlung

    Luft-Wasser-Kühlung statt Klimagerät.

  • Elektrolyseure

    Leistungselektronik und Prozesskühlung in der Wasserstofferzeugung.

Erneuerbare Energien

Robustheit · Wartungsarmut · Ertrag

Jeder Serviceeinsatz auf einer Gondel oder in einem Solarpark kostet mehr als das Bauteil. Deshalb legen wir auf Standzeit und Wartungsarmut aus, und darauf, dass die Anlage bei Volllast nicht abregeln muss.

  • Robustheit

    Werkstoff und Oberflächenschutz wählen wir passend zu Salznebel, Feuchte, Staub und Temperaturwechsel.

  • Wartungsarmut

    Spülbare Geometrien und abgestimmte Werkstoffpaarungen, damit Serviceintervalle lang bleiben.

  • Ertrag

    Ausreichende Kühlreserve, damit die Anlage bei hoher Einspeisung nicht thermisch abregeln muss.

Was wir für erneuerbare Erzeugung liefern

  • Cold Plates (Flüssigkeitskühlplatten) : für Umrichter und Wechselrichter.
  • Statorkühlung : für Generatoren.
  • Busbar-Kühler : für Stromschienen und Verteilung.
  • Speicherkühlung : für Batteriesysteme.
Kühlung für Erneuerbare Energien

Alles aus einer Hand, von der Entwicklung bis zur Serie.

COOLTEC übernimmt dein Thermomanagement komplett: ein Ansprechpartner, ein Prozess, von der ersten Idee bis zur Serienlieferung. Du steigst dort ein, wo du stehst. Entwicklung, Simulation und Konstruktion sind optional.

  1. Optional

    Entwicklung & Simulation

    Wir entwickeln, simulieren und konstruieren deine Kühllösung und testen sie virtuell, bevor wir physisch produzieren.

  2. Herstellbarkeit & Kosten

    Du weißt schon, was du brauchst? Wir prüfen Herstellbarkeit und optimieren dein Design für die Serie.

  3. Muster & Prototypen

    Muster in rund 6-8 Wochen Standardlieferzeit, per Express in 2-4 Wochen, je nach Produkt und Komplexität.

  4. Serienproduktion

    Hochautomatisierte High-Tech-Fertigung in Deutschland, Low-Cost-Serien aus Asien.

  5. Versorgung & Lifecycle

    Rahmenverträge, Lagerhaltung, Last-Time-Buy: Wir sichern deine Versorgung über den gesamten Produktlebenszyklus.

Vorschau: Renewables Thermal Guide: Kühlung für Wind, Solar und Speicher
Im Guide

Renewables Thermal Guide: Kühlung für Wind, Solar und Speicher

Im Guide steht Auslegungswissen, kein Produktkatalog: wie Kühllösungen aussehen, die an schwer zugänglichen Standorten über Jahrzehnte wartungsarm funktionieren.

Mit Experten sprechen+49 (0)36781 44 69-0
Sebastian Krüger, Head of Sales und Renewables-Expert
Dein Ansprechpartner

Sebastian Krüger

Head of Sales und Renewables-Expert

Bring deine thermische Herausforderung mit: Verlustleistung, Bauraum, Medium, Umgebungsbedingungen. Sebastian sucht mit dir im ersten Gespräch die richtigen Lösungsansätze und stellt direkt das Team zusammen, das wir dafür brauchen, aus Anwendungstechnik, Produktionstechnik und Thermoengineering. Eine Warteschleife gibt es dabei nicht.

FAQ Renewables

Häufig gestellte Fragen

Warum korrodieren Kühlplatten in Solar- und Windwechselrichtern?

Korrosionsschäden an Kühlplatten in Wechselrichtern haben fast immer eine von drei Ursachen, und keine davon ist die Plattenqualität: ungeeignetes oder gealtertes Kühlmittel ohne wirksame Inhibitoren, Mischinstallation verschiedener Metalle im Kreislauf oder Feuchtigkeit von außen an einer nicht ausreichend geschützten Oberfläche. In Freifeldanlagen kommt die Außenkorrosion hinzu: Ein blanker Aluminiumkühler in Küstennähe oder in Industrieatmosphäre braucht eine geeignete Oberflächenbehandlung, und dickeres Eloxal ist hier wirksamer als eine dünne Dekorschicht. Wir bewerten deshalb bei jeder Anfrage Kühlmittel, Werkstoffe im Kreislauf und Außenumgebung gemeinsam. Grenze: Eine Oberflächenbehandlung schützt nicht gegen ein aggressives Kühlmittel im Inneren. Die Innenseite lässt sich nicht nachbeschichten, dort entscheidet die Werkstoffwahl.

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Halten die Kühler 20 Jahre Betriebsdauer im Freien aus?

Ein metallischer Kühler ohne Verschleißteile kann Betriebsdauern von zwei Jahrzehnten erreichen. Die Lebensdauer entscheidet sich aber nicht am Metall, sondern an drei anderen Stellen: der Pflege des Kühlmittels, den Dichtungen und Schläuchen und der Oberflächenbehandlung gegen Außenkorrosion. Elastomere altern unabhängig vom Betrieb und sind in der Regel die ersten Bauteile, die getauscht werden müssen; ein Kühlkonzept mit metallisch dichtenden Verschraubungen statt O-Ringen ist daher langlebiger, aber aufwendiger in der Montage. Für Anlagen mit langer Betriebsdauer planen wir außerdem Ersatzteilfähigkeit ein und dokumentieren Geometrie und Werkstoffe so, dass ein Nachbau nach Jahren möglich bleibt. Grenze: Eine Lebensdauerzusage in Jahren geben wir nicht, weil sie vollständig von Betriebs- und Wartungsbedingungen abhängt, die wir nicht kontrollieren.

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Luft oder Flüssigkeit für einen Wechselrichter im Freien?

Für Wechselrichter im Freien ist Luftkühlung die einfachere Lösung, solange sie thermisch reicht. Sie braucht keinen Kreislauf, kein Frostschutzkonzept und keine Dichtheitsprüfung. Sie hat aber zwei Schwächen im Außeneinsatz: Ein offener Luftweg zieht Staub, Pollen und Feuchtigkeit ins Gerät, und die Kühlleistung sinkt mit steigender Umgebungstemperatur genau dann, wenn die Anlage die höchste Leistung liefert. Flüssigkühlung entkoppelt das Gerät von der Umgebungsluft, erlaubt geschlossene Gehäuse mit hoher Schutzart und verlegt die Wärmeabgabe an einen frei platzierbaren Rückkühler. Der Preis dafür sind Kreislauf, Pumpe, Frostschutz und Wartung. Grenze und Ehrlichkeit: Bei kleinen Leistungsklassen ist Flüssigkühlung überdimensioniert. Wenn deine Verlustleistung luftgekühlt beherrschbar ist, empfehlen wir Luft, auch wenn wir an einer Kühlplatte mehr verdienen.

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Können Kühlkörper an ein Gehäuse geklebt statt geschraubt werden?

Kleben ist möglich und wird eingesetzt, wenn eine Verschraubung konstruktiv nicht geht oder wenn die Klebefuge gleichzeitig dichten soll, etwa bei einem Kühlkörper, der von außen auf ein geschlossenes Gehäuse gesetzt wird. Der thermische Preis ist erheblich: Selbst ein wärmeleitfähiger Klebstoff leitet Wärme um ein Vielfaches schlechter als Metall, sodass die Klebeschicht zum bestimmenden Widerstand wird. Deshalb gilt: Klebeschicht so dünn und so gleichmäßig wie möglich, und die Fläche muss plan sein. Silikonbasierte Klebstoffe sind dauerelastisch und temperaturwechselfest, leiten aber besonders schlecht; gefüllte Epoxidklebstoffe leiten besser, sind aber steif und übertragen Spannungen. Grenze: In korrosiver Umgebung wie Küstennähe entscheidet die Klebefuge über die Lebensdauer der ganzen Baugruppe. Dort empfehlen wir eine mechanische Sicherung zusätzlich zum Kleben.

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Wie lange hält ein Flüssigkeitskühler, und was ist zu warten?

Ein metallischer Flüssigkeitskühler hat keine Verschleißteile und ist für die Lebensdauer des Fahrzeugs ausgelegt. Begrenzend sind nicht Aluminium oder Kupfer, sondern Korrosion durch ungeeignetes oder gealtertes Kühlmittel und Ermüdung an Anschlüssen. Praktisch heißt Wartung deshalb: Kühlmittel im vorgeschriebenen Intervall wechseln, Inhibitorwirkung prüfen, Verschraubungen kontrollieren. Verstopfung ist bei innenstrukturierten Platten mit engen Kanälen ein Thema, wenn der Kreislauf Partikel führt; hier ist ein Filter im System die wirksame Maßnahme, nicht eine größere Kanalquerschnittsfläche. Für Bahnprojekte mit Betriebsdauern über Jahrzehnte planen wir die Ersatzteilfähigkeit mit ein und dokumentieren Werkstoffe und Rohrgeometrie so, dass ein Nachbau später möglich ist. Grenze: Eine Lebensdauerzusage in Betriebsstunden können wir nicht geben, weil sie vollständig von Kühlmittelpflege und Systembedingungen abhängt.

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Wie kommt man vom Bedarf zur Auslegung, wenn noch keine Spezifikation existiert?

Wenn die Spezifikation fehlt, reichen drei Angaben für einen ersten belastbaren Vorschlag: Verlustleistung, verfügbarer Bauraum und die Temperatur, die das Bauteil nicht überschreiten darf. Alles Weitere (Kühlmittel, Volumenstrom, Verfahren) können wir vorschlagen statt abfragen. Was nicht funktioniert, ist eine Auslegung ohne Verlustleistung: Ein Kühlkörper ohne bekannte Wärmelast ist nicht auslegbar, und wer trotzdem thermische Werte bestätigt, arbeitet mit Annahmen. Genau das ist uns in Wettbewerbssituationen begegnet, in denen Kunden bestätigte Daten ohne Kenntnis der Verlustleistung erhalten hatten. Davon halten wir Abstand. Grenze: Simulationsergebnisse sind Rechenergebnisse. Wir kennzeichnen sie als solche und weisen darauf hin, dass sie durch Messung am realen Aufbau zu bestätigen sind.

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Wie legt ihr den thermischen Widerstand aus?

Wir starten mit deinem Lastfall: Verlustleistung, Verteilung über die Fläche, zulässige Bauteiltemperatur, Vorlauftemperatur, Volumenstrom und Bauraum. Daraus ergibt sich das Rth-Budget, das wir in der Thermosimulation gegen Varianten der Kanalführung prüfen, bevor die Konstruktion beginnt.

Wie legt ihr bei stark schwankender Last aus?

Über das Lastprofil statt über den Nennpunkt. Bei Wind und Solar sind die Temperaturwechsel häufig kritischer als die Maximaltemperatur. Sie bestimmen die Lebensdauer der Verbindungsschichten im Leistungsmodul.

Welche Werkstoffe verarbeitet ihr, und wie wählt man richtig?

Wir verarbeiten Kupfer, Kupfernickel, Edelstahl und Aluminium. Die Wahl folgt drei Kriterien: Wärmeleitfähigkeit, Medienkompatibilität und mechanische Anforderung. Häufig kombinieren wir: leitfähiges Material an der Wärmequelle, beständiges Material am Medium.

Wie stellt ihr Dichtheit sicher?

Standard ist die Druckprüfung jedes Bauteils; für anspruchsvolle Anwendungen prüfen wir zusätzlich mit Helium-Lecktest und dokumentieren die Leckrate pro Teil. Die Zielleckrate legen wir vor der Konstruktion fest.

In welchen Größen fertigt ihr Kühlkörper und Flüssigkeitskühlplatten?

Wir fertigen vom 30 mm kurzen Mikrokanalkühler bis zur 3 m (30.000 mm) langen Kühlplatte und bis zum komplett gekühlten Präzisionsgroßbauteil. Was geht, entscheidet nicht die Größe allein, sondern Werkstoff, Bauweise und Toleranz. Nenn uns deine Abmessungen, wir sagen dir, in welcher Bauweise wir sie fertigen.

Sind eure Bauteile für Offshore und Küstenstandorte geeignet?

Werkstoff und Oberflächenschutz stimmen wir auf die Umgebungsbedingungen ab; Kupfernickel und Edelstahl sind hier häufig die richtige Wahl.

Kühlt ihr auch Generatoren und Speicher?

Ja. Statorkühlung für Generatoren und flächige Temperierung für Batteriespeicher gehören zu unserem Spektrum, ebenso Schaltanlagen- und Containerkühlung.

Welche Stückzahlen und Lieferzeiten sind möglich?

Muster in rund 6-8 Wochen Standardlieferzeit, per Express in 2-4 Wochen. Für die Serie fertigen wir hochautomatisiert in Deutschland; kostensensible Standardteile kommen aus unseren Joint Ventures in Asien.

Arbeitet ihr unter NDA?

Ja, das ist für uns der Normalfall. Wir zeichnen deine Geheimhaltungsvereinbarung oder stellen unsere. Kundenprojekte und Anwendungsdetails geben wir grundsätzlich nicht weiter.

Grundlagen

Kühlung für erneuerbare Erzeugung: worauf es technisch ankommt

Anlagen für Wind, Solar und Speicher stehen dort, wo Service teuer ist. Das verschiebt die Auslegung von der Leistung zur Standzeit und zur Korrosionsbeständigkeit.

Auszug aus dem Cool How Report 2026

So legen wir eine Kühllösung aus

Jede Auslegung beginnt mit denselben Randbedingungen: Verlustleistung Pv, maximal zulässige Bauteiltemperatur, Umgebungs- bzw. Vorlauftemperatur und die verfügbare Kontaktfläche. Erst daraus ergibt sich, welche Kühlstrategie überhaupt in Frage kommt.

Warum das so genau sein muss: Ein Temperaturanstieg um nur 10 Kelvin kann die Lebensdauer elektronischer Komponenten halbieren.

Die vier Kenngrößen eines thermischen Systems

λ
Wärmeleitfähigkeit [W/m·K]
Beschreibt den Wärmetransport im Medium. Kupfer liegt bei rund 400 W/m·K, Aluminium bei 150–200 W/m·K.
λ = Q̇ · l / (A · ΔT)
α
Wärmeübergangskoeffizient [W/m²·K]
Beschreibt den Wärmefluss zwischen fester Oberfläche und Fluid, also zwischen Kühlkörper und Luft oder Kühlmedium.
α = Q̇ / (A · ΔT) = Nu · λF / L
Rth
Wärmewiderstand [K/W]
Gibt an, welche Temperaturdifferenz nötig ist, um 1 W zu übertragen. Herstellerangaben gelten nur für die angegebenen Prüfbedingungen.
Rth = ΔT / Q̇
k
Wärmedurchgangskoeffizient [W/m²·K]
Wie der α-Wert, jedoch für den Durchgang durch Festkörperschichten statt für den Übergang an ein Fluid.
k = 1 / (Rth · A)

In fünf Schritten zur passenden Kühllösung

1
Systemparameter erfassen
Verlustleistung Pv, maximal zulässige Bauteiltemperatur Tmax, Kontaktfläche A sowie Umgebungstemperatur T0 (Luft) oder Vorlauftemperatur Tv (Flüssigkeit).
2
Temperaturdifferenz berechnen
ΔT = Tmax − T0 beziehungsweise ΔT = Tmax − Tv.
3
Erforderlichen Wärmewiderstand bestimmen
Rth = ΔT / Pv, der Wert, den die Kühllösung unterschreiten muss.
4
Wärmedurchgangskoeffizient abschätzen
Ist die Kontaktfläche bekannt: k = 1 / (Rth · A). Das macht Luft- und Flüssigkeitslösungen vergleichbar.
5
Kühlstrategie festlegen
Aus k und Bauraum ergibt sich, ob natürliche Konvektion, Zwangskühlung oder eine Cold Plate erforderlich ist.
Rechenbeispiel: Kühlung eines IGBT
Gegeben: A = 0,03 m², T0 = 20 °C, Tmax = 70 °C, Pv = 2000 W.
ΔT = 50 K  →  Rth = 50 K / 2000 W = 0,025 K/W  →  k = 1333,3 W/m²·K
Ergebnis: Für diesen Fall ist eine Flüssigkeitskühlung (Cold Plate) erforderlich.

Was den Wärmewiderstand eines Luftkühlkörpers beeinflusst

Effektive Kühlfläche: Mehr Fläche senkt den Rth, aber nur bis zu einem Grenzwert, dem sich der Wert asymptotisch nähert.
Ausrichtung bei natürlicher Konvektion: Die Lage zur Schwerkraft bestimmt die Strömungsgeschwindigkeit. Je langsamer die Strömung, desto höher der Rth.
Strömungsgeschwindigkeit: Mit Lüftern steigt sie deutlich gegenüber freier Konvektion. Die Einbaulage wird dann zweitrangig.
Verlustleistung: Der Rth-Wert sinkt mit steigender Verlustleistung und nähert sich einem konstanten Wert.

Werkstoffe: Wärmeleitfähigkeit und Strömungsgrenzen

Die Werkstoffwahl entscheidet über thermische Performance und Lebensdauer. Wird die maximal empfohlene Strömungsgeschwindigkeit im Rohr überschritten, trägt das Medium die schützende Passivschicht mechanisch ab. Erosion und Leckage sind die Folge.

Werkstoff Wärmeleitfähigkeit bei 20 °C Max. Strömungsgeschw.
Kupfer / Kupferlegierungen 305–394 W/m·K 2,0 m/s
Aluminium / Al-Legierungen 125–210 W/m·K 1,8 m/s (Strukturen 1–2 m/s)
Kupfer-Nickel (CuNi) - 3,5 m/s
Edelstahl geringe Leitfähigkeit, sehr gute Korrosionsbeständigkeit 4,5 m/s
Graphit (parallel zur Schichtebene) bis 2000 W/m·K, technisch 140–160 W/m·K -
Sinterkeramik (BN, SiC) 100–200 W/m·K, elektrisch isolierend -

Diese Daten brauchen wir für deine Auslegung

Je vollständiger die Randbedingungen, desto schneller kommen wir von der ersten Abschätzung zur belastbaren CFD-Simulation. Diese Checkliste stammt aus dem Cool How Report und ist die Grundlage jedes Auslegungsgesprächs.

Flüssigkeitskühlkörper
Verlustleistung und deren Lage
Vorlauftemperatur und Daten des Kühlmediums
Verfügbarer Volumenstrom, gewünschter Druckverlust
Festkörperwerkstoffe und Materialkombinationen im Kreislauf
Max. zulässige Oberflächentemperatur
Übergangswiderstände der Bauteilanbindung
Wenn vorhanden: CAD-Modell
Luftkühlkörper
Verlustleistung und deren Lage
Thermische Anbindung (Datenblatt Paste oder Pad)
Umgebungstemperatur
Ausrichtung des Kühlkörpers im Raum
Ggf. Datenblatt des vorgesehenen Lüfters
Bauraum und Einbaumöglichkeiten
Zulässige Temperaturstreuung auf der Oberfläche

Lastwechsel als Lebensdauergrenze

Wind- und Solarumrichter arbeiten selten im Nennpunkt. Die Last folgt dem Wetter, und jeder Zyklus belastet die Verbindungsschichten im Leistungsmodul.

Wir legen deshalb auf eine kleine Temperaturschwankung über den Lastzyklus aus, nicht nur auf die maximale Sperrschichttemperatur. Das verlängert die Modullebensdauer messbar.

Korrosion an exponierten Standorten

Salznebel, Feuchte und Staub greifen Kühlkörper von außen an, die Werkstoffpaarung von innen. Beides muss zur Standortklasse passen.

Kupfernickel und Edelstahl sind an Küsten- und Offshore-Standorten häufig die richtige Wahl. Werkstoff, Oberflächenschutz und Medium stimmen wir gemeinsam ab und dokumentieren die Freigabe.

Wartungsarmut als Wirtschaftlichkeitsfaktor

Ein Serviceeinsatz auf einer Gondel kostet ein Vielfaches des Bauteils. Jedes Wartungsintervall, das die Konstruktion einspart, zahlt direkt auf die Betriebskosten ein.

Wir konstruieren spülbar, ohne tote Ecken, und stimmen Medien und Inhibitoren ab. Das reduziert Ablagerungen mehr als jedes nachgeschaltete Filterkonzept.

Vom Prototyp in die Serie

Der teuerste Fehler ist ein Prototyp, der thermisch funktioniert, aber nicht serienfähig ist. Deshalb prüfen wir Herstellbarkeit und Kosten parallel zur thermischen Auslegung, nicht danach.

Weil Entwicklung, Fertigung, Prüfung und Lieferung bei COOLTEC in einer Hand liegen, geht bei diesen Übergängen nichts verloren, vom ersten Lastfall bis zum Last-Time-Buy.

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Rth-Auslegung bei schwankender Last erklärt
Korrosion, Dichtheit und Wartung als Prüfgrößen
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