Hochleistungselektronik und Systemtechnik

Im Geschäftsfeldthema »Hochleistungselektronik und Systemtechnik« erforschen, entwickeln, erproben und charakterisieren wir neue Technologieansätze wie z.B. den Einsatz von SiC-Leistungshalbleitern in Stromrichtern für die Nieder- und Mittelspannung bis in den Multi-Megawattbereich. Dabei ist unser stetiges Ziel eine Optimierung des Gesamtsystems, um damit z.B. Kosten und Materialressourcen zu reduzieren.

Für die Umsetzung der Ausbauziele für die Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien sind neben kleinen dezentralen Anlagen auch PV-Großkraftwerke im Megawattbereich sowie die Integration erheblicher Speicherkapazitäten erforderlich. Neben der klassischen Netzeinspeisung gewinnen Hybrid-Kraftwerkslösungen (z.B. PV-Speicher-Kraftwerke) sowie industrielle Prosumerkonzepte an Bedeutung.

Wir sind spezialisiert auf die Entwicklung von neuen Systemansätzen und Technologien mit Hilfe von Leistungselektronik für die Mittelspannung sowie Leistungsstromrichtern für PV-Batteriesysteme, Hybridkraftwerke und Hochleistungs-Ladehubs für eine nachhaltige Energie-, Mobilitäts- und Wärmewende.

Unsere umfangreiche und hochmoderne Laborinfrastruktur mit Test- und Entwicklungsmöglichkeiten für DC- und AC-Systeme im Spannungsbereich bis 40 kV und Leistungen bis zu 20 MVA bildet die Grundlage für unsere Services im Auftrag unserer Industriepartner und öffentlichen Auftraggeber.

Arbeitsgebiete

Im Thema »Hochleistungselektronik und Systemtechnik« beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

  • Charakterisierung von leistungshalbleitern und -modulen
  • Entwicklung von Hochleistungselektronik für die Mittelspannung
  • Entwicklung neuer systemtechnischer Konzepte
  • Entwicklung von Hochleistungsstromrichtern für PV-Batteriesysteme und hybride Kraftwerke

FuE-Leistungen

Im Rahmen zahlreicher Industrieentwicklungen und Forschungsprojekte haben wir uns tiefgreifende Kompetenzen im Bereich Stromrichter für die Nieder- und Mittelspannung bis in den Multi-Megawattbereich aufgebaut. Mit unserer hochmodernen Laborinfrastruktur mit Prüf- und Entwicklungseinrichtungen für DC- und AC-Systeme im Spannungsbereich bis 40 kV und Leistungen bis 20 MVA sind wir bestrebt, den Anforderungen unserer industriellen Partner und öffentlichen Auftraggeber gerecht zu werden.
Unsere Services umfassen u.a.:

  • Einsatz von Leistungshalbleiterprototypen, insbesondere hochsperrende SiC-Bauelemente
  • Charakterisierung und Analysen von Leistungshalbleitern und -modulen bis 20 kV / 3,6 kA
  • Entwicklung effizienter Hochleistungs-Stromrichter für Nieder- und Mittelspannungsanwendungen
  • Machbarkeits- und Konzeptstudien für Hochleistungssysteme
  • Hochpräzise Messung von Mittelspannungsanlagen bis zu 20 MVA
  • Innovative Regelungstechnikkonzepte, Reglerdesign und Softwareentwicklung
  • Fehleranalysen, Troubleshooting und Tests im Labor
  • Beratung und Gutachten zu leistungselektronischen Fragestellungen

Unser Fokus liegt auf der Reduzierung von Kosten, der Einsparung von Ressourcen und der Optimierung auf Gesamtsystemebene. Wir sind ein ebenso innovativer wie zuverlässiger Technologiepartner für die Entwicklung Ihrer Hochleistungselektronik.

FuE-Infrastruktur

Für unsere Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten steht uns am Fraunhofer ISE diese Infrastruktur zur Verfügung:

Zentrum für Leistungselektronik und nachhaltige Netze

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.

 
 

Medium Voltage Lab

Mit direktem Anschluss an ein eigenes 20 kV Netz für die Vermessung jeglicher Komponenten für die Mittelspannung.

 

Akkreditiertes Lab

TestLab Power Electronics

Prüfung und Charakterisierung von Stromrichtern bis in den Multi-Megawattbereich.

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

MS-LeiKra

Leistungselektronik für die nächste Generation von Mittelspannungs-PV-Kraftwerken

 

SiC-BiNet

Bidirektionaler Mittelspannungsumrichter mit Hochvolt-SiC-Bauelementen zur gesteigerten Integration erneuerbarer Energien und innerstädtischer Speicher in innovative Netzstrukturen

 

SiC-MSBat

Mittelspannungsumrichter mit Hochvolt-SiC-Leistungsmodulen für Großspeicher und systemdienliche Verteilnetze

 

power4re

Zuverlässige Umrichter für die regenerative Energieversorgung

Kontakt

Andreas Hensel

Contact Press / Media

Andreas Hensel

Hochleistungselektronik und Systemtechnik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5842

Dirk Kranzer

Contact Press / Media

Dirk Kranzer

Mittelspannungsleistungselektronik

Fraunhofer ISE
Heidenhofstr. 2
79110 Freiburg

Telefon +49 761 4588-5546

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema »Hochleistungselektronik und Systemtechnik«: