TestLab Power Electronics

Leistungselektronische Schaltungen sind das entscheidende Bindeglied zwischen Stromerzeugung, Speichern und Verbrauchern. Für deren wirtschaftlichen Einsatz und Marktakzeptanz sind höchste Effizienz und Qualität sowie die Einhaltung relevanter Normen von entscheidender Bedeutung.

Im TestLab Power Electronics charakterisieren wir für Sie: PV-Wechselrichter, Batterieumrichter, BHKW, DC/DC-Wandler, uni- und bidirektionale Ladegeräte, modulintegrierte Elektronik von Watt bis Megawatt. Durch unsere moderne, umfangreiche Laborausstattung sind wir in der Lage, Ihre Geräte hinsichtlich Wirkungsgrad, Einhaltung relevanter Normen und Richtlinien sowie Benutzerfreundlichkeit zu untersuchen. Sie erhalten von unseren Experten eine ausführliche Bewertung der Untersuchungs­ergebnisse.

Für die Systementwicklung sind detaillierte Simulationen leistungselektronischer Komponenten heutzutage unabdingbar. Wir bieten Ihnen Dienstleistungen und Hilfestellung im Bereich der Simulation und Modellierung von einzelnen Erzeugungseinheiten wie PV-Wechselrichtern oder BHKW, aber auch beispielsweise von kompletten PV-Parks.

Dank unserer weitreichenden Kontakte, u.a. zu Zertifizierstellen, bieten wir Ihnen Prüfungen von ans Mittelspannungsnetz angeschlossenen Erzeugungseinheiten nach diversen nationalen und internationalen Einspeise- und Prüfnormen. Dazu gehören neben den deutschen BDEW-Richtlinien auch chinesische, spanische, italienische, rumänische und andere Einspeiserichtlinien.

Das TestLab Power Electronics ist akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018.

 

 

Akkreditierungsumfang

  • FGW TR 3, Rev. 25 *(2018-09)
    Bestimmung der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungsanlagen, Speicher sowie für deren Komponenten am Mittel-, Hoch- und Höchstspannungsnetz
  • FGW TR 4, Rev. 9 * (2019-02)
    Anforderungen an Modellierung und Validierung von Simulationsmodellen der elektrischen Eigenschaften von Erzeugungseinheiten und -anlagen, Speicher sowie deren Komponenten
  • DIN EN 61400-21 (2009-06)
    Windenergieanlagen - Teil 21: Messung und Bewertung der Netzverträglichkeit von netzgekoppelten Windenergieanlagen
  • DIN EN 61683 (2000-08)
    Photovoltaische Systeme - Stromrichter - Verfahren zur Messung des Wirkungsgrades
  • DIN EN 50530 * (2013-12)
    Gesamtwirkungsgrad von Photovoltaik-Wechselrichter
  • DIN VDE V 0124-100 (2012-07)
    Netzintegration von Erzeugungsanlagen - Niederspannung - Prüfanforderungen an Erzeugungseinheiten vorgesehen zum Anschluss und Parallelbetrieb am Niederspannungsnetz
  • TLPE-HV-001, Rev. 1.0 (2016-03)
    Bestimmung der Umwandlungseffizienz von bidirektionalen Umrichtern basierend auf der DIN EN 50530 (2013-12)
  • TLPE-HV-002, Rev. 1.0 (2016-03)
    Bestimmung des Wirk- und Blindleistungsverhaltens bidirektionaler Umrichter basierend auf der TR3 (Revision 24)
  • TLPE-HV-003, Rev. 1.0 (2016-03)
    Bestimmung des Frequenz-Wirkleistungs-Verhaltens (P(f)) von bidirektionalen Umrichtern basierend auf der TR3 (Revision 24) 
  • TLPE-HV-004, Rev. 1.0 (2021-05)
    Differentielle lmpedanzspektroskopie - Bestimmung der frequenzabhängigen Ausgangsimpedanz und interner Oberschwingungsquellen von Energieerzeugungsanlagen
  • DIN EN 62116 * (2014-11)
    Photovoltaik-Wechselrichter für den Anschluss an das Stromversorgungsnetz - Prüfverfahren für Maßnahmen zur Verhinderung der Inselbildung (IEC 62116:2014)

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.

 

Messumfang

  • Vermessung von PV-Wechselrichtern nach verschiedenen internationalen Einspeiserichtlinien (Deutschland, Italien*, Spanien*, China* sowie weitere Länder*)
  • Umwandlungs- und MPPT-Wirkungsgrad
  • Feldvermessungen in Kraftwerken (z. B. Windkraftanlagen, PV-Parks, …)
  • Vermessung von BHKW und VKM nach verschiedenen internationalen Einspeiserichtlinien (Deutschland, Italien*, Spanien*, China* sowie weitere Länder*)
  • Vermessung und Charakterisierung von Batterieumrichtern und anderen leistungselektronischen Komponenten
  • Vermessung der Ausgangsimpedanz von Umrichter mittels Impedanzspektroskopie
  • Prüfung von Lichtbogendetektoren mit Lichtbogensimulator (Ball & Ring-Methode sowie Replay-Methode)
  • Messung an Geräten mit Niederspannungs- und Mittelspannungs-Anschluss

* Bei Zertifizierungsmessungen in Zusammenarbeit mit einem externen akkreditierten Zertifizierer

 

Laborausstattung

Details zur Laborausstattung finden Sie hier.

 

Simulationsdienstleistungen

  • Erstellung und Validierung von Wechselrichter-Simulationsmodellen für Zertifizierungen (z.B. nach FGW-TR4)
  • Detaillierte Simulation von PV-Kraftwerken zur Leistungsanalyse und Fehlerbehebung

 

Simulationsumgebungen und Analysesoftware

  • MATLAB®/Simulink®, PLECS®
  • DigSILENT PowerFactory
  • Softwaretools für die Bewertung von Wechselrichtermodellen
  • Softwaretools für LVRT- und Oberschwingungsanalyse

 

Steffen Eyhorn

Contact Press / Media

Steffen Eyhorn

TestLab Power Electronics

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5957

Roland Singer

Contact Press / Media

Roland Singer

Stromrichterbasierte Netze

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5948

Frank Weichelt

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Frank Weichelt

Terminvereinbarungen, Logistik, Qualitätsmanagement

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5889

News zum TestLab Power Electronics

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  • Impedanz-Spektroskopie
    © Fraunhofer ISE

    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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  • Prüfung eines Solarwechselrichters
    © Fraunhofer ISE

    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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  • Presseinformation #18 / 2019

    Leistungselektronik für die Energiewende

    04. Juli 2019

    Rundgang Laborzentrum
    © Fraunhofer ISE

    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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  • Zentrale Steuerung
    © Fraunhofer ISE

    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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  • AC/DC-Simulator im TestLab Power Electronics
    © Fraunhofer ISE

    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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  • © Fraunhofer ISE

    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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  • © Fraunhofer ISE

    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.