70 kVA PV-Wechselrichter mit neuartigen Kühlkonzept

Passende Leistungselektronik ist eine zentrale Komponente zur Aufbereitung und Verteilung von elektrischer Energie aus regenerativen Energiequellen.

Umrichtersysteme

Im Thema Umrichtersysteme beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten

 

Leistungselektronik für PV- und Speichersysteme

 

Leistungselektronik für Elektromobilität

In vielen Teilen der Welt sind die Stromgestehungskosten erneuerbarer Energien und insbesondere der Photovoltaik (PV) nun eindeutig wettbewerbsfähig. Auch Energiespeicher beweisen gerade eine starke Kostensenkung weshalb eine immer breitere Nutzung von nachhaltigen Energien zu erwarten ist. Passende leistungselektronische Systeme sind dabei zentrale Komponenten, sowohl zur Aufbereitung der elektrischen Energie als auch zur Systemintegration in ein immer komplexeres und intelligenteres Energiesystem. Durch innovative Hardware-Designs, optimierte Kühlsysteme sowie spezifische Regelungstechnik können wir solche Umrichtersysteme in nahezu allen Leistungsklassen entwickeln. Diese können sowohl für netzgebundene, für netzferne als auch für hybride Anwendungen ertüchtigt werden.

Im Zuge der Energiewende wird die Dekarbonisierung des Verkehrssektors zunehmend durch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs realisiert. Um die elektrische Energie anwendungsspezifisch und in der richtigen Form dem Elektroantrieb zur Verfügung zu stellen, wird eine Vielzahl an leistungselektronischen Wandlern benötigt. Hierzu entwickeln wir anwendungsspezifische Lösungen wie z.B. hocheffiziente, bidirektionale Ladesysteme. Diese ermöglichen eine effiziente Ladung der Fahrzeuge sowie die Rückspeisung der gespeicherten Energie falls diese im Stromnetz gebraucht wird. Die Integration netzstützender und netzbildender Funktionen ist ebenfalls Teil unserer Forschungsschwerpunkte. Darüber hinaus entwickeln wir hochkompakte on-board Wandler, welche z.B. die Traktionsbatterie mit den Aktuatoren effizient und intelligent koppeln.

 

Zu diesem Thema aus unserem Forschungsblog »Innovation4E«:

Kampf den Verlusten: Leistungselektronik für Energiespeicher

Blogbeitrag von Stephan Liese

Stephan LieseIm Zuge der Energie- und Verkehrswende haben Energiespeichersysteme in den vergangen Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Speichersysteme, unabhängig von ihrer Technologie, werden in Zukunft zum einen für die Kompensation der fluktuierenden Einspeisung durch erneuerbare Energie hin zu einer regenerativen Vollversorgung eine zentrale Rolle spielen. Zum anderen gewinnen sie durch die Elektromobilität an Bedeutung. Passende Leistungselektronik für Energiespeicher ist dabei eine zentrale Komponente- sowohl zur Aufbereitung der elektrischen Energie als auch zur Systemintegration in ein immer komplexeres und intelligenteres Energie- und Verkehrssystem.

Weiterlesen auf blog.innovation4e.de

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

EDGE

Erhöhung der Gesamteffizienz von Eigenverbrauchssystemen

 

DyConPV

Hochdynamische Regelung von Photovoltaik-Wechselrichtern

 

HiPoInd

High Power Inductive – Automatisierte, kabellose Schnellladetechnologie für autonome mobile Roboter und Flurförderzeuge

 

LUIZ

Leistungselektronik – Intelligent und Zuverlässig

Stephan Liese

Contact Press / Media

Stephan Liese

Umrichtersysteme

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5890

Veröffentlichungen

 

YearTitle/AuthorDocument Type
2017Comparison of FPGA based control strategies (DDSRF-PI vs. State-Space Control) for grid connected inverters under grid disturbances
Mittwede, E.; Kern, J.; Schönberger, S.; Stickan, B.
Conference Paper
2017DC arc fault scenarios and detection methods in battery storage systems
Eger, F.; Bopp, G.; Freiberger, D.; Lang, N.; Laukamp, H.; Rouffaud, G.
Conference Paper
2017Highly efficient and compact single phase PV inverter with GaN transistors at 250 kHz switching frequency
Derix, D.; Hensel, A.; Freiche, R.
Conference Paper
2017Large scale investigation of harmonic summation in wind- and PV-power plants
Ackermann, Florian; Moghadam, Hasanali; Rogalla, Sönke; Santjer, Fritz; Athamna, Issam; Klosse, Rainer; Malekian, Kaveh; Adloff, Stephan; Meyer, Marc Florian; Kaatz, Gesa; Schulz, Detlef; Bitz, Alexander; Schaefer, Nils; Fricke, Bjoern; Ghouti, Mohamad El
Conference Paper
2017Lichtbögen und elektrische Sicherheit in PV-Heimspeichersystemen: Vortrag gehalten auf der 4. Deutschen Photovoltaikbetriebs- und Sicherheitstagung 2017, Berlin, 19. - 20. Oktober 2017
Laukamp, H.; Tschupp, J.
Presentation
2017Loss-reduced reactive power control strategies for transmission system support with renewable energy sources
Köppe, H.; Engel, B.; Grab, R.; Rogalla, S.
Conference Paper
2017Model predictive control of a 3-phase grid-connected B6-inverter with LCL-filter in abc-coordinates
Stickan, Benjamin; Reichert, Stefan; Diehl, Moritz
Conference Paper
2017Modular and compact 1 MW inverter in one 19ʺ rack for storage and PV
Hercegfi, Patrick; Schönberger, Stefan
Conference Paper
2017Modulation scheme to improve the efficiency for low load operating points for a dual active bridge DC/DC-converter
Khani, M.
Conference Paper
2017Symbiotic operation of wind and PV farms connected to the high voltage grid
Grab, R.; Rogalla, S.
Conference Paper
2017Untersuchung verschiedener Topologien zum Aufbau eines höchstintegrierten PV-Modulwechselrichter mit GaN-Transistoren
Hensel, A.; Schöner, C.; Fuller, M.
Poster
2016Central inverters and PV power plant concepts: Basic requirements, circuits, efficiency, reliability, cooling, power plant concepts, development trends, system design of PV power plants
Rogalla, S.
Conference Paper
2016Design and development of LLC DC/DC converter for fuel cell range extender application
Mahajan, A.; Reichert, S.
Conference Paper
2016Dynamische Stabilität von PV-Dieselsystemen
Singer, R.
Conference Paper
2016Grid codes for PV inverters: International requirements, low voltage ride trough (LVRT), inverter efficiency, harmonics, measurement results, field experience
Rogalla, S.
Conference Paper
2016Investigation of 3-level-topology MNPC for aerospace applications with SiC-MOSFET-based power modules
Schöner, C.; Hensel, A.; Zambrano Cambero, J.C.
Conference Paper
2016Microgrids and PV-Diesel Systems
Rogalla, S.
Conference Paper
2016A novel control algorithm for grid-connected inverters improving power quality using voltage control and virtual impedance
Reichert, S.; Stickan, B.
Conference Paper
2016Source-driven and resonance-driven harmonic interaction between PV inverters and the grid
Rogalla, S.; Ackermann, F.; Bihler, N.; Moghadam, H.; Stalter, O.
Conference Paper
2016Stability analysis of droop-control in diesel-hybrid systems
Reichert, S.; Singer, R.
Conference Paper
2016Symbiotic Operation of Large Photovoltaic and Wind Power Plants
Grab, R.; Ackermann, F.; Rogalla, S.
Conference Paper
2016Übersicht: PV-Diesel-Systeme
Rogalla, S.
Conference Paper
2015Comparison of different control strategies for series-series compensated inductive power transmission systems
Tritschler, J.; Goeldi, B.; Reichert, S.; Griepentrog, G.
Conference Paper
2015Elektrische Instabilitäten von PV-Kraftwerken - Verborgene Risiken für Qualität und Lebensdauer
Dötter, G.
Conference Paper
2015Photovoltaics in microgrids. An overview of grid integration and energy management aspects
Bacha, S.; Picault, D.; Burger, B.; Etxeberria-Otadui, I.; Martins, J.
Journal Article
2015Prüfungsmethoden und -ergebnisse von Lichtbogendetektoren
Dötter, G.
Conference Paper
2015Solarenergie zur Stromerzeugung
Kiefer, K.
Book Article
2015Zukunftsfähige Systemtechnik für PV-Großkraftwerke mit erhöhtem Spannungsniveau
Liese, S.; Rogalla, S.; Schönberger, S.; Venkatapathi, R.
Conference Paper
2014Central Inverters
Rogalla, S.,
Conference Paper
2014Dynamische Netzstützung großer Solarparks - Zertifizierung, Modellierung und Realität
Grab, R.; Dötter, G.; Bihler, N.; Rogalla, S.
Conference Paper
2014A future German energy systen with a dominating contribution from renewable energies: A holistic model based on hourly simulation
Palzer, A.; Henning, H.-M.
Journal Article
2014Grenzen und Heterogenität derzeitiger TR4-Modelle - Analyse unterschiedlicher Herangehensweisen für die Simulation von Wechselrichtern an Hand bestehender Modelle aus der Praxis
Bihler, N.; Grab, R.; Dötter, G.; Rogalla, S.
Conference Paper
2014A Highly Efficient DC-DC-Converter for Medium-Voltage Applications
Thoma, J.; Chilachava, D.; Kranzer, D.
Conference Paper
2014Hoch effiziente induktive und konduktive Ladesysteme für die Elektromobilität durch den Einsatz von SiC Halbleitern: Vortrag gehalten auf dem 3. Symposium Elektromobilität 2014, Ostfildern/Stuttgart, Germany, 20.05.2014
Reichert, S.; Tritschler, J.; Goeldi, B.
Presentation
2014Lichtbogendetektion in PV-Anlagen: Vortrag gehalten bei 3. Workshop PV-Brandschutz 2014, Köln, 03.04.2014
Grab, R.; Häberlin, H.; Borgna, L.
Presentation
2014Messtechnische Überprüfung der Summationsgesetze für Oberschwingungsemissionen: Überlagerung der Oberschwingungsemissionen von parallel betriebenen Solarwechselrichtern am Netzanschlusspunkt
Ackermann, F.; Dötter, G.; Singer, R.; Bihler, N.; Rogalla, S.
Conference Paper
2014Messtechnische Überprüfung der Summationsgesetze für Oberschwingungsemissionen: Überlagerung der Oberschwingungsemissionen von parallel betriebenen Solarwechselrichtern am Netzanschlusspunkt
Ackermann, F.; Dötter, G.; Singer, R.; Bihler, N.; Rogalla, S.
Conference Paper
2014Power Electronics for Utility Scale PV Power Plants with Voltages Up to +/- 1500 VDC
Görden, T.; Liese, S.; Rogalla, S.; Venkatapath, R.
Conference Paper
2014A practical investigation of a high power, bidirectional charging system for electric vehicles
Tritschler, J.; Reichert, S.; Goeldi, B.
Conference Paper
2014Rethinking solar resource assessments in the context of global dimming and brightening
Müller, B.; Wild, M.; Driesse, A.; Behrens, K.
Journal Article
2014Stable Operation of PV Plants to Achieve Fault Ride Through Capability - Evaluation in Field and Laboratory Tests
Doetter, G.; Ackermann, F.; Bihler, N.; Grab, R.; Rogalla, S.; Singer, R.
Conference Paper
2014System technology for the next generation village energy supply
Eberlin, M.; Reiners, F.; Stalter, O.; Franz, S.
Conference Paper
2014Techno-Economic Analysis of Utility Scale PV Power Plants with up to +/- 1500 VDC
Malachi, R.; Schönberger, S.; Mayer, J.; Kasemann, M.
Conference Paper
2014Testing PV central inverters' compliance with international grid codes
Grab, R.; Rogalla, S.; Singer, R.; Dötter, G.
Conference Paper
2013Analyse des Verbundbetriebs von PV-Zenteralwechselrichtern während Netzfehlern
Dötter, G.; Bihler, N.; Ackermann, F.; Singer, R.; Rogalla, S.; Burger, B.
Conference Paper
2013Analysis of power losses of a grid connected PV inverter with Si- and SiC-transistors for generation of reactive power
Wilhelm, C.; Thoma, J.; Derix, D.
Conference Paper
2013Design and dimensioning of a highly efficient 22 kW bidirectional inductive charger for E-mobility
Goeldi, B.; Reichert, S.; Tritschler, J.
Conference Paper
2013Erarbeitung neuer Prüfmethoden für Lichtbogendetektoren: Vortrag gehalten auf dem 2. Workshop PV-Brandschutz, 24.01.2013, Freiburg
Grab, R.; Schmitz, R.
Presentation
2013Hocheffiziente, brührungslose und bidirektionale Energieübertragung für die Elektromobilität
Tritschler, J.; Reichert, S.; Goeldi, B.
Conference Paper
2013Innovative Leistungselektronik für photovoltaische Inselsysteme mit hybrider Blei-Lithium Batterie
Eberlin, M.; Reiners, F.; Stalter, O.
Conference Paper
2013Intelligenter Strommarkt 2020 - Flexibilisierung von Last- und Stromerzeugung
Gölz, S.; Erge, T.; Hollinger, R.; Laukamp, H.
Conference Paper
2013Lichtbogendetektion in PV-Anlagen
Grab, R.; Häberlin, H.; Schmitz, R.; Philipp, S.; Schmidt, H.; Franz, S.; Laukamp, H.; Bopp, G.; Reil, F.
Conference Paper
2013PV fire hazard - analysis and assessment of fire incidents
Laukamp, H.; Bopp, G.; Grab, R.; Phillip, S.; Schmidt, H.; Reil, F.; Sepanski, A.; Thiem, H.; Vaasen, W.; Häberlin, H.; Heeckeren, B. van
Conference Paper
2013Studie "Photovoltaik auf Mittelspannungsebene"
Becker, G.; Dötter, G.; El-Barbari, S.; Mayer, O.; Möller, H.-J.; Rogalla, S.; Schwirtlich, I.; Stern, O.; Wieder, S.; Zettl, M.
Conference Paper
2013Untersuchung des LVRT-Verhaltens parallelbetriebener PV-Zentralwechselrichter
Doetter, G.; Rogalla, S.; Bihler, N.; Siedle, C.; Burger, B.; Schaupp, T.; Kempen, S.; Garber, T.; Landwehr, F.; Lotzkat, W.; Ackermann, R.
Conference Paper
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