© Fraunhofer ISE
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Wir sind Expertinnen und Experten für die Prüfung von Stromrichtern für Photovoltaik- und Batterieanwendungen, Blockheizkraftwerken und DC-Schnellladesäulen für die Elektromobilität bis in den Multi-Megawattbereich. Typische Messkampagnen betreffen Netzanschlussrichtlinien, Wirkungsgrad, temperaturabhängiges Derating sowie kundenspezifische Tests und Benchmarks.
Unser zukünftiges Stromnetz wird einen erheblichen Zuwachs an Leistungselektronik erfahren. Mit unseren Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in unserem Labor leisten wir einen Beitrag zur Sicherstellung der Netzstabilität. Im TestLab Power Electronics vermessen wir PV-Wechselrichter, Batterieumrichter, Gleichrichter, Blockheizkraftwerke, DC/DC-Wandler, DC-Schnelladesäulen sowie Leistungselektronik für Brennstoffzellen und Elektrolyseure von einigen Watt bis in den Multi-Megawatt-Bereich.
Wir führen akkreditierte Vermessung nach verschiedenen Netzanschlussrichtlinien durch, zum Beispiel nach der FGW TR3 und messen Wirkungsgrade u.a. nach EN 50530. Im Rahmen unserer Forschungstätigkeit haben wir akkreditierte Verfahren, zum Beispiel zur Wirkungsgradbestimmung bidirektionaler Umrichter oder zur differenziellen Impedanzspektroskopie abgeleitet. Außerdem unterstützen wir unsere Kundinnen und Kunden bei individuellen Fragestellungen, zum Beispiel bei der Fehlersuche und -behebung im Labor oder im Feld, beim temperaturabhängigen Derating der Leistung oder bei qualitätssichernden Vermessungen vor der Produkteinführung.
Für die Systementwicklung sind detaillierte Simulationen leistungselektronischer Komponenten heutzutage unabdingbar. Wir bieten Ihnen Dienstleistungen und Hilfestellungen im Bereich der Simulation und Modellierung von einzelnen Erzeugungseinheiten wie PV-Wechselrichtern oder BHKWs, aber auch beispielsweise von kompletten PV-Kraftwerken.
Wir vermessen in unserem Labor verschiedenste leistungselektronische Komponenten, insbesondere Wechselrichter für Photovoltaik- und Batteriesysteme. Die häufigsten Messkampagnen im Bereich der Photovoltaik werden an Stringwechselrichtern mit bis zu 350 kVA Leistung und für Zentralwechselrichter mit bis zu ca. 5 MVA Leistung durchgeführt. Im Bereich der Batteriesysteme werden Umrichter mit Leistungen von wenigen Kilowatt bis in den Megawatt-Bereich vermessen. Ebenso werden immer häufiger DC-Schnellladesäulen vermessen, auch diese erreichen inzwischen Leistungsklassen von bis zu 400 kVA (CCS) und werden in Zukunft auch Ladeleistungen im Megawatt-Bereich (MCS) bieten.
Durch unsere Infrastruktur der Multi-Megawattklasse können wir außerdem Vermessungen von Leistungselektroniken für Großanlagen anbieten, beispielsweise für Blockheizkraftwerke, Elektrolyseure, Wärmepumpen und andere Erzeuger und Verbraucher. In naher Zukunft werden auch diese Geräte spezifische Anforderungen im Rahmen der Netzanschlussrichtlinien / Grid Codes erfüllen müssen. Wir sind für diese absehbaren Vermessungen vorbereitet und unterstützen unsere Kundinnen und Kunden gerne individuell darin, sich auf diese anstehenden Entwicklungen vorzubereiten. Vermessungen können dabei in unseren Laboren oder im Freien, sowie im Feld erfolgen.
Das TestLab Power Electronics ist akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018.
Für die mit * gekennzeichneten Prüfverfahren ist dem Prüflaboratorium, ohne dass es einer vorherigen Information und Zustimmung der DAkkS bedarf, die Anwendung der hier aufgeführten genormten oder ihnen gleichzusetzenden Prüfverfahren mit unterschiedlichen Ausgabeständen gestattet.
Das Prüflaboratorium verfügt über eine aktuelle Liste aller Prüfverfahren im flexiblen Akkreditierungsbereich.
* Bei Zertifizierungsmessungen in Zusammenarbeit mit einem externen akkreditierten Zertifizierer
Details zur Laborausstattung finden Sie hier.
Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE ist beim IEEE 11th International Symposium On Power Electronics For Distributed Generation Systems (PEDG) mit einem Best Paper Award gewürdigt worden. In dem Paper »Determination of the Frequency Dependent Thévenin Equivalent of Inverters Using Differential Impedance Spectroscopy« stellen die Wissenschaftler das neu entwickelte Verfahren der differentiellen Impedanzspektroskopie vor. Mit diesem Verfahren können wichtige Eigenschaften von Wechselrichtern gemessen werden, die für einen stabilen Betrieb zukünftiger Stromnetze von Bedeutung sind.
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Wechselrichter werden im Stromnetz der Zukunft, mit einem höheren Anteil fluktuierender Erzeugung, verstärkt netzdienliche Aufgaben übernehmen müssen. Im neuen Multi-Megawatt-Labor des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg werden leistungselektronische Geräte für diese neuen Funktionalitäten entwickelt und getestet. Wenige Wochen nach der Einweihung des Neubaus im Freiburger Norden wurde nun erstmals ein Solarwechselrichter mit einer Nennleistung von 2,5 Megawatt und einer maximalen DC-Spannung von 1.500 Volt im akkreditierten TestLab Power Electronics geprüft.
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Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg weiht am 4. Juli 2019 sein neues Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze ein. Mit einem eigenen 110 kV- Hochspannungsanschluss und einer Leistung von 40 MVA verfügt das Laborzentrum über eine weltweit einzigartige Forschungsinfrastruktur. So wird es den gestiegenen Anforderungen an die Leistungselektronik als Schlüsseltechnologie der Energiewende gerecht.
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Die zentrale Aktivität des TestLab Power Electronics ist die Vermessung und Charakterisierung von leistungselektronischen Einspeiseeinheiten für Industriekunden. Das Spektrum reicht dabei von Solarwechselrichtern über Batterieumrichter bis zu Blockheizkraftwerken. Typische Anwendungsfälle sind Spannungseinbruchs-Tests, Prüfung von Einspeiserichtlinien oder Wirkungsgradvermessungen. Im Gespräch mit dem Kunden klären unsere Prüfingenieure individuelle Wünsche und Bedürfnisse ab und finden maßgeschneiderte Lösungen. Um sich ein solches Maß an Vielfalt und Flexibilität zu erhalten, ist ein hoher Ausbildungsstand für unser Personal von ebenso großer Bedeutung wie der regelmäßige Blick über den Tellerrand.
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Neben hochpräzisem Messequipment ist eine maßgeschneiderte Ansteuerung für Prüfungen im Bereich Wechselrichter und Netzintegration, sowie ganz allgemein in der Leistungselektronik, von großer Bedeutung. Deswegen verfügt das Test Lab Power Electronics über einen direkten Anschluss an das Mittelspannungsnetz, Solarsimulatoren bis 1,4 MW sowie ein Outdoor-Testfeld, in dem Wechselrichter und BHKW der Multi-Megawatt-Klasse betrieben werden können.
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Während für dezentrale Einspeiser wie Photovoltaik-Systeme, Blockheizkraftwerke oder Windkraftanlagen seit Längerem Prüfrichtlinien existieren, sind die Rahmenbedingungen für den Netzanschluss von Batteriespeichern bisher noch weitgehend ungeklärt. Das TestLab Power Electronics am Fraunhofer ISE hat sich die Aufgabe gestellt, die Erarbeitung von sinnvollen Richtlinien voranzutreiben, um den neu entstehenden Markt der Batteriespeicherkraftwerke von Beginn an in seiner Entwicklung zu unterstützen.
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Seit 2014 ist auch die Vermessung von Blockheizkraftwerken (BHKW) Teil der Aktivitäten am Test Lab Power Electronics des Fraunhofer ISE. Dabei kommt den Prüfingenieuren ihre langjährige Erfahrung bei Zertifizierungsmessungen für Photovoltaik-Wechselrichter zugute. Zudem besitzt das Fraunhofer ISE das Messequipment und die Infrastruktur, um sowohl im Freiburger Labor als auch in situ Zertifizierungsmessungen durchzuführen. Für externe Messkampagnen kommt ein mobiler Spannungseinbruchs-Testcontainer zum Einsatz, mit dem Kundengeräte mit einer Leistung von bis zu 4,5 MVA geprüft werden können. Messungen können so z. B. auf dem institutseigenen Outdoor-Testgelände oder auf Wunsch direkt beim BHKW-Hersteller durchgeführt werden.
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Das TestLab Power Electronics ist durch die DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle) nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 zur Untersuchung an Wechselrichtern für elektrische Erzeugungsanlagen und Erzeugungseinheiten (z.B. Batterieumrichter, BHKW) akkreditiert. Leistungsbereiche: Gleichstromleistung: 2,4 MW, Wechselstromleistung: 10 MVA. |
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
