Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
Im Geschäftsfeldthema »Leistungselektronik und Netzintegration« erforschen, entwickeln, erproben und testen wir leistungselektronische Bauteile, Schaltungen und innovative Systemkonzepte. Dabei versuchen wir stets neue Maßstäbe zu setzen und arbeiten daran, fortschrittliche Ideen gemeinsam mit unseren Partnern aus Industrie und Forschung zur Marktreife zu bringen.
Strom aus Erneuerbaren Energiequellen ist der Energieträger der Zukunft und der Schlüssel für eine CO2-neutrale, nachhaltige und ökonomische Energieversorgung. Unabdingbar für die erfolgreiche Umsetzung der Energie- und Verkehrswende ist dabei die Leistungselektronik. Leistungselektronische Wandler, sog. Stromrichter, sorgen für eine effiziente Umwandlung elektrischer Energie zwischen verschiedenen Stromarten (z.B. zwischen Gleich- und Wechselstrom) und regeln aktiv Spannung und Frequenz.
In modernen Energiesystemen bilden Stromrichter das notwendige Bindeglied und verbinden Photovoltaik- und Windkraftanlagen, Batteriespeicher und Elektrolyseure sowie elektronische Verbraucher und Elektrofahrzeuge mit dem Stromnetz. Für die Regelung der Leistungsflüsse im Stromnetz kommen zunehmend Stromrichter, wie z.B. in HGÜ- oder STATCOM-Anlagen, zum Einsatz. Die Elektrifizierung in allen Bereichen der Mobilität, vom Elektroauto bis hin zur elektrischen Luftfahrt, erfordert eine Vielzahl unterschiedlicher Stromrichtertypen. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Leistungselektronik im industriellen Umfeld immer effizientere Produktionsmethoden. Auch moderne Wärmeversorgungskonzepte werden zunehmend mit leistungselektronischen Wandlern ausgestattet. Der Gesamtbedarf an Leistungselektronik und anwendungsoptimierter Systemkonzepte ist dabei enorm.
Vor dem Hintergrund der Abschaltung konventioneller Kraftwerke stellt sich auch die Frage, wie eine zuverlässige Spannungs- und Frequenzregelung in zukünftigen stromrichterbasierten Netzen garantiert werden kann. Für einen stabilen Betrieb der Stromnetze ist die Netzintegration von Leistungselektronik schon heute eine der wichtigsten Herausforderungen. Mit unseren Konzepten für netzbildende Wechselrichter bieten wir Lösungen an, die in jeder Millisekunde eine wichtige Stütze für das Stromnetz bilden. Wir simulieren und erproben dabei den sicheren Betrieb unserer zukünftigen Stromnetze basierend auf 100% erneuerbaren Energien und entwickeln unsere Ansätze und Methoden ständig weiter.
Für unsere Forschungsarbeiten und Serviceleistungen steht uns eine umfangreiche Laborausstattung zur Verfügung. Dies ermöglicht uns den Betrieb von Stromrichtern in der Nieder- und Mittelspannungsebene und die Erforschung von Netzintegrationsfragen bis in den Multi-Megawatt-Bereich.
