Neues Leis­tungs­elek­tro­nik-Labor des ISE

Im TestLab Power Electronics des ISE werden Stromrichter aller Arten mit einer Leistung von bis zu 1 MW getestet und entwickelt. An einem neuen Labor­standort baut das Forschungs­institut dieses Leistungs­angebot nun in den Multi-MW-Bereich aus. (Bild: Fh.-ISE)

Mit dem Aus- und Umbau der Netze für die Energiewende wächst auch das Anwendungs­feld für Leistungse­lektronik und Netz­techno­logien. Leistungs­elektronische Geräte sind zentrale Elemente bei der Anbindung von Erzeugern, Verbrauchern sowie Speichern und spielen eine immer bedeutendere Rolle bei der Energie­versorgung. Solche Umrichter müssen auf immer komplexere Anfor­derungen zugeschnitten sein, um das Energie­system der Zukunft flexibel und zuverlässig zu betreiben. Vor diesem Hintergrund realisiert das Fraunhofer-Institut für Solare Energie­systeme ISE einen neuen Laborstandort, in dem Forschung, Entwicklung und Tests in Hinblick auf die Netzintegration von erneuerbaren Energien sowie die Regelung von Nieder-, Mittel- und Hochspan­nungs­netzen betrieben werden sollen. Ein wesentlicher Teil der anspruchs­vollen Infra­struktur wurde bereits geschaffen und installiert, jetzt nimmt das neue Labor im Freiburger Industriegebiet Nord Gestalt an.

Das Portfolio der Abteilung Leistungs­elektronik und Netz­techno­logien am ISE ist mit den Heraus­forderungen der Energie­wende gewachsen. Seit vielen Jahren betreiben die Wissen­schaftler und Ingenieure unter anderem das TestLab Power Electronics, in dem sie Stromrichter aller Arten mit einer Leistung von bis zu einem Megawatt testen können. Die Geräte werden dort beispielsweise hinsichtlich ihres Wirkungsgrads sowie der Einhaltung von Netz­anschluss­bedingungen untersucht. Mit dem Labor­neubau geht das Forschungs­institut einen weiteren Schritt und bietet seine Dienst­leistungen zukünftig auch für Geräte und Komponenten mit einer Leistung im Multi-Megawatt-Bereich an. Das Labor wird in seiner Ausrichtung und Ausstattung einzigartig sein und soll in den kommenden Jahren dazu beitragen, die technischen Voraussetzungen für einen stabilen und effizienten Betrieb der Energie­netze unter veränderten Einspeise­bedingungen zu schaffen. „Am neuen Standort in Freiburg bauen wir unser Service­angebot für die Leistungs­elektronik in den Multi-Megawatt-Bereich aus“, so ISE-Leiter Hans-Martin Henning. „Die Forschung und Entwicklung unserer Abteilung für Leistungs­elektronik stößt damit in neue Dimensionen vor.“

Leistungselektronik und Netztechnologien spielen in einem immer breiteren Anwendungs­gebiet eine Rolle. Sie werden in Photovoltaik-Kraftwerken und Speicher­systemen eingesetzt, sind aber auch wichtige Bausteine bei der Umsetzung von Elektro­mobilitäts­konzepten oder Micro-Grids und sichern zum Beispiel die Zuverlässigkeit der Strom­versorgung von Bahnnetzen oder in großen Rechenzentren. Das ISE erweitert mit dem neuen Labor­standort künftig seinen Kundenkreis. „Wir sind überzeugt, dass Erkenntnisse aus dem gesamten Vorhaben und insbesondere aus den Forschungs­projekten, die wir an unserem neuen Labor­standort durchführen werden, auf breites wissenschaftliches und wirtschaftliches Interesse stoßen“, so Olivier Stalter, Leiter der ISE-Abteilung Leistungs­elektronik und Netzt­echno­logien. „Denn vergleich­bare Forschungs- und Testmöglich­keiten auf dem Gebiet – im Leistungs­bereich von bis zu mehreren Megawatt – existieren bislang nicht.“

Die Hochspannungsversorgung für das neue Forschungs­labor konnte bereits aufgebaut werden. Im Mittel- und Nieder­spannungs­bereich werden mehrere Schalt­anlagen und Teststände aufgebaut, um die Entwicklung leistungs­elektronischer Wandler parallel weiter vorantreiben zu können. Zu den Prüflingen und Forschungs­objekten zählen unter anderem Einspeise­wechsel­richter für erneuerbare Energien, Batterie­wechsel­richter, Umrichter für Elektrolyse­prozesse sowie stationäre und mobile Wechsel­richter für die Netzregelung und Strom­versorgung im Nieder- und Mittel­spannungs­bereich.

Das neue Labor im Industriegebiet Nord in Freiburg bietet neben den erweiterten Labor­kapa­zitäten (ca. 900 m²) auch Platz für Büroräume (ca. 600 m²). Die Bereit­stellung der erforderlichen Infra­struktur für den zukünftigen Betrieb des Labor­standorts wurde unter anderem durch die enge Kooperation mit dem regionalen Energie­versorger Badenova bereits realisiert. Das Vorhaben wird vom Bundes­wirtschafts­ministerium BMWi und Bundes­forschungs­ministerium BMBF mit insgesamt rund zehn Millionen Euro gefördert, das Fraunhofer ISE investiert weitere fünf. (Quelle: Fh.-ISE)

Link: Abt. Leistungselektronik und Netztechnologien (O. Stalter), Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg i. Br.

 

 

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