Leistungselektronik und Stromnetze

Die Integration erneuerbarer Energien in unserem Energiesystem nimmt zu – und damit die Elektrifizierung der Energieversorgung in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität. Aufgrund der zunehmenden Sektorenkopplung wird das Stromnetz mehr und mehr zur Drehscheibe für die Einbindung der erneuerbaren Energien. Dabei durchläuft der Strom auf dem Weg von der Erzeugung bis zur Endnutzung zahlreiche leistungselektronische Wandlungsstufen. Folglich steigt die mit dem Zubau der erneuerbaren Energien verbundene Verbreitung von Stromrichtern und digitalen Systemen in allen Marktsegmenten an.

Die Leistungselektronik stellt eine Schlüsseltechnologie für die Integration von erneuerbaren Energien und Speichern dar. Mithilfe neuester Bauelemente und Technologien – z. B. auf Basis von SiC- und GaN-Halbleitern – können auf Systemebene wesentliche Vorteile erzielt werden. Diese sind zwingend notwendig, um die für die Energiewende gesteckten Ausbauziele mit den verfüg- und erschließbaren Rohstoffressourcen zu ermöglichen.

Auch die Interoperabilität, Digitalisierung und Modellierung von Energiesystemen gewinnt zunehmend an Bedeutung. In einem dezentral organisierten Stromnetz ohne konventionelle Kraftwerke werden zukünftig Stromrichter für die Systemstabilität verantwortlich sein. Aber auch die Erweiterung der Lasten um netzdienliche Funktionen und das Energiemanagement werden eine größere Rolle spielen.

Hierbei unterstützen wir unsere Industriepartner sowohl mit unserer Expertise als auch mit unserer Infrastruktur im »Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze«.

Forschungsthemen

Im Geschäftsfeld »Leistungselektronik und Stromnetze« forschen und entwickeln wir in folgenden Themenfeldern:

 

Stromrichter

 

Hochleistungselektronik und Systemtechnik

 

Digitaler Netzanschluss

 

Netzplanung und Netzbetrieb

 

Stromrichterbasierte Netze und Systemstabilität

 

Leitthema

Mittelspannung –
ressourceneffizient vernetzt

 

Presseinformation

Für ressourceneffiziente PV-Kraftwerke: Fraunhofer ISE setzt auf Mittelspannung

Services und FuE-Infrastruktur

Wir unterstützen unsere Industriepartner sowohl mit unserer Expertise als auch mit unserer hochmodernen Infrastruktur im »Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze«. Ergänzt wird das Zentrum um unser akkreditiertes »TestLab Power Electronics«, in dem unsere Expertinnen und Experten für Sie Stromrichter bis in den Multi-Megawattbereich prüfen und charakterisieren. Darüber hinaus haben wir für Forschungs- und Entwicklungszwecke Zugriff auf ein 5-MW-PV-Kraftwerk in Dürbheim auf der Schwäbischen Alb.

 

FuE-Infrastruktur

Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze

  • Eigener Anschluss ans Hochspannungsnetz
  • Leistungselektronik im Multi-Megawatt-Bereich in der Nieder- und Mittelspannung
  • Hochdynamischer 1-MVA-Netzsimulator 
  • Mit den Labors Power Converters Lab, Digital Grid Lab, Multi-Megawatt Lab und Medium Voltage Lab stehen weltweit einzigartige Möglichkeiten für Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Leistungselektronik und dynamischen Netzregelung zur Verfügung.
 

Akkreditiertes Lab

TestLab Power Electronics

Prüfung und Charakterisierung von Stromrichtern bis in den Multi-Megawattbereich für Photovoltaik- und Batterieanwendungen, Blockheizkraftwerke und DC-Schnellladesäulen für die Elektromobilität.

Typische Messkampagnen betreffen hierbei Netzanschlussrichtlinien, Wirkungsgrade, temperaturabhängiges Derating sowie kundenspezifische Tests und Benchmarks.

Kontakt

Christian Schöner

Contact Press / Media

Christian Schöner

Leistungselektronik und Stromnetze

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-2078

Stefan Reichert

Contact Press / Media

Stefan Reichert

Stromrichter

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5476

Andreas Hensel

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Andreas Hensel

Hochleistungselektronik und Systemtechnik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5842

Marco Mittelsdorf

Contact Press / Media

Marco Mittelsdorf

Digitaler Netzanschluss

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5446

Bernhard Wille-Haußmann

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Dr. Bernhard Wille-Haußmann

Netzplanung und Netzbetrieb

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5443

Roland Singer

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Roland Singer

Stromrichterbasierte Netze und Systemstabilität

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5948

Robert Kohrs

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Dr. Robert Kohrs

Intelligente Netze

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5708

Sönke Rogalla

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Dr. Sönke Rogalla

Leistungselektronik und Netzintegration

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5454

Bruno Burger

Contact Press / Media

Prof. Dr. Bruno Burger

Leistungselektronik; Energy-Charts

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5237

Veröffentlichungen zum Thema »Leistungselektronik und Stromnetze«

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2026 Avoiding flawed transmission system stability assessments with improved equivalent models of active distribution networks
Ungerland, Jakob; Biener, Wolfgang; Schöll, Christian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Standardized assessment of PV array simulators
Zwahlen, Theo; Joss, David; Messner, Christian; Bucher, Christof; Borgna, Luciano; Gafert, Michael; Eyhorn, Steffen; Wenger, Lara; Bründlinger, Roland
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Quantifying the impact of improved heat pumps in Germany's residential sector: A simulation-based scenario analysis
Yassin, Karim; Vadadkar, Sahil Vishram; Rodenbücher, Beatrice; Fugmann, Hannes; Trötschler, Norman; Joos, Lukas; Reichert, Stefan; Henning, Hans-Martin; Velte-Schäfer, Andreas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Umrichter integrieren: In Wechselwirkung mit der Schutztechnik
Eichner, Stefan; Keil, Timo
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Virtual Synchronous Machine Testing and System Split Resilience: A Comparative Analysis with Grid-Following PV Inverters
Okikiola Lawal, Ibrahim; Schulte, Horst; Salman, Ammar
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Dynamic Performance of Parallel Heterogeneous Grid-Forming Inverters During Islanding and Grid Resynchronization
Ahmadimonfared, Zahra; Eichner, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Exploring the tabular foundation model TabPFN for performance map prediction of variable-speed heat pumps and compressors
Vadadkar, Sahil Vishram; Rodenbücher, Beatrice; Kropp, Michael; Morawietz, Katharina; Henning, Hans-Martin; Lämmle, Manuel; Velte-Schäfer, Andreas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2026 Wallbox Inspection - Evaluating Solar Controlled Charging of EV Charging Equipment
Wille-Haußmann, Bernhard; Körber, Jan; Senthil Kumar, Vishnu Karthik; Orth, Nico; Bergner, Joseph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Integrated cloud platform for energy management of self-sustainable island communities
Jelic, Marko; Corrêa, Dayanne Peretti; Jelic, Dea; Berbakov, Lazar; Werner, Daniel; Maruf, Md Nasimul Islam; Lázaro, Ignacio; Fernández, Izaskun; Keane, Marcus; Tomasevic, Nikola
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Development of a Pricing Model for the Reactive Power Supply via Statcom Capability of a Real PV Power Plant
Köppe, Hartmudt; Schuster, Merten; Eichner, Stefan; Grab, Robin; Sass, Florian; Engel, Bernd
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Cost sharing mechanisms for carbon pricing: What drives support in the housing sector?
Kaestner, Kathrin; Sommer, Stephan; Berneiser, Jessica; Henger, Ralph; Oberst, Christian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2025 Stability Assessment of Fully Inverter-Based Power Systems Using Grid-Forming Controls
Ahmadimonfared, Zahra; Eichner, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Case Study: Interoperability of Two Independently Designed Grid-forming Converters
Denninger, Rebekka; Erckrath, Tobias; Ernst, Philipp; Rogalla, Sönke; Singer, Roland; Unruh, Peter; Jung, Marco; Brandl, Ron
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Feeling the breeze? Ventilation practices and occupant requirements for mechanical ventilation in residential buildings
Berneiser, Jessica; Auerswald, Sven; Maier, Diana; Gölz, Sebastian; Carbonare, Nicolas; Pflug, Thibault
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Technologies for Climate Neutral Districts: Agent Based Energy Management and Blockchain Based Organization for Energy Communities
Surmann, Arne; Utz, Manuel
Aufsatz in Buch
Book Article
2024 Grid‐forming Converters in Interconnected Power Systems: Requirements, Testing Aspects, and System Impact
Rogalla, Sönke; Ernst, Philipp; Lens, Hendrik; Schaupp, Thomas; Schöll, Christian; Singer, Roland; Ungerland, Jakob
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 A Climate-Neutral Smart City District Supported by Digital Solutions
Elberzhager, Frank; Hupp, Steffen; Polst, Svenja; Stüpfert, Phil; Surmann, Arne
Aufsatz in Buch
Book Article
2024 Dynamic Modelling and Grid Integration of Thyristor Connected PEM Electrolysis Plants
Salman, Ammar; Eichner, Stefan; Wunsch, Anna; Franzetti, Irene; Singer, Roland; Höhn, Sebastian; Rauscher, Florian; Robin, Dominik; Deiml, Georg
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 A Voltage Sensitivity Based Equivalent for Active Distribution Networks Containing Grid Forming Converters
Ungerland, Jakob; Poshiya, Nikhilkumar; Biener, Wolfgang; Lens, Hendrik
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Stochastic Nonlinear Model Predictive Control for a Switched Photovoltaic Battery System
Groß, Arne; Wille-Haußmann, Bernhard; Wittwer, Christof; Achzet, Benjamin; Diehl, Moritz
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Demonstrating Clean Energy Transition Scenarios in Sector-Coupled and Renewable-Based Energy Communities
Maruf, Md Nasimul Islam; Mahmud, Shadman; Pasarín, Iván S.; Giani, Federico; Degrave, Aurélien; Guerra, Carlos Funez; Lopez, Susana; Mesonero, Ivan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Genetic algorithm optimization for parametrization, digital twinning, and now-casting of unknown small- and medium-scale PV systems based only on on-site measured data
Guzman Razo, Dorian Esteban; Madsen, Henrik; Wittwer, Christof
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Wie agieren Quartiere netzverträglich? Flexibilitätspotenziale der Vor-Ort-Versorgung
Flemming, Sebastian; Bender, Tom; Surmann, Arne
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Ultrafast GaAs MOVPE growth for power electronics
Lackner, David; Urban, Theresa; Lang, Robin; Pellegrino, Carmine; Ohlmann, Jens; Dudek, Volker
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Evaluation of Equivalent Dynamic Active Distribution Network Models with Individual and Aggregated Consideration of Grid Forming Converters
Ungerland, Jakob; Lens, Hendrik
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Analysing Grid-Level Effects of Photovoltaic Self-Consumption Using a Stochastic Bottom-up Model of Prosumer Systems
Karalus, Steffen; Köpfer, Benedikt; Guthke, Philipp; Killinger, Sven; Lorenz, Elke
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Großer Wurf oder leeres Versprechen? Attraktivität und Wirtschaftlichkeit der Gemeinschaftlichen Gebäudeversorgung
Kühnbach, Matthias; Surmann, Arne; Oberfeier, Paula
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Dynamic pricing and the flexible consumer - Investigating grid and financial implications: A case study for Germany
Stute, Judith; Kühnbach, Matthias
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Power Module Design for GaN Transistors Enabling High Switching Speed in Multi-Kilowatt Applications
Wöhrle, Dennis; Burger, Bruno; Ambacher, Oliver
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Artificial Intelligence for Electricity Supply Chain automation
Richter, Lucas; Lehna, Malte; Marchand, Sophie; Scholz, Christoph; Dreher, Marian Alexander; Klaiber, Stefan; Lenk, Steve
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Datenblatt-Wirkungsgrad kein Entscheidungskriterium
Hensel, Andreas; Hans, Franziska Alina; Eyhorn, Steffen
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Renewable Energy Communities as Modes of Collective Prosumership: A Multi-Disciplinary Assessment, Part I - Methodology
Chaudhry, Shubhra; Surmann, Arne; Kühnbach, Matthias; Pierie, Frank
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Tripling land use in West Africa
Berneiser, Jessica; Bingwa, Brendon
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Lohnt sich die österreichische Energiegemeinschaft auch für Deutschland? Eine Fallstudie
Surmann, Arne; Erge, Thomas; Kühnbach, Matthias; Kohrs, Robert
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Comparing the Energy System of a Facility with Uncertainty about Future Internal Carbon Prices and Energy Carrier Costs Using Deterministic Optimisation and Two-Stage Stochastic Programming
Gorbach, Oliver Gregor; Thomsen, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Renewable Energy Communities as Modes of Collective Prosumership: A Multi-Disciplinary Assessment, Part II - Case Study
Chaudhry, Shubhra; Surmann, Arne; Kühnbach, Matthias; Pierie, Frank
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Integrating flexibility provision into operation planning: A generic framework to assess potentials and bid prices of end-users
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica; Weidlich, Anke
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Beyond good faith: Why evidence-based policy is necessary to decarbonize buildings cost-effectively in Germany
Singhal, Puja; Pahle, Michael; Kalkuhl, Matthias; Levesque, Antoine; Sommer, Stephan; Berneiser, Jessica
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Give Up Flights? Psychological Predictors of Intentions and Policy Support to Reduce Air Travel
Berneiser, Jessica; Becker, Annalena; Loy, Laura
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Modeling of Photovoltaic Inverter Losses for Reactive Power Provision
Grab, Robin; Hans, Franziska Alina; Rojas Flores, Mariano Ivan; Schmidt, Heribert; Rogalla, Sönke; Engel, Bernd
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Find the balance: How do electricity tariffs incentivize different system services from demand response?
Wanapinit, Natapon; Thomsen, Jessica; Weidlich, Anke
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Dekarbonisierung der Industrie - Treiber, Hemmnisse und Handlungsoptionen
Riedel, Franziska Sophie; Vogel, Moritz; Berneiser, Jessica; Kucknat, Johanna
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Barriers to internal carbon pricing in German companies
Riedel, F.; Gorbach, Gregor; Kost, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Microgrid Systems: Towards a Technical Performance Assessment Frame
Marchand, Sophie; Monsalve, Cristian; Reimann, Thorsten; Heckmann, Wolfram; Ungerland, Jakob; Lauer, Hagen; Ruhe, Stephan; Krauß, Christoph
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Systemic Evaluation of Effects of Regional Self-Supply Targets on the German Electricity System Using Consistent Scenarios and System Optimization
Senkpiel, Charlotte; Hauser, Wolfgang
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Electric Vehicles' Impacts on Residential Electric Local Profiles - A Stochastic Modelling Approach Considering Socio-Economic, Behavioural and Spatial Factors
Fischer, David; Harbrecht, A.; Surmann, Arne; McKenna, Russell
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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