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Kieler Forschungsteam entwickelt intelligenten Smart Transformator

© Siekmann, CAU© Siekmann, CAUKiel - Beim schnellen Aufladen von Elektroautos wird kurzzeitig viel Strom benötigt. Abhilfe kann ein neuartiger Smart Transformator schaffen, an dem an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) geforscht wird. Der Einsatz geht aber über die Elektromobilität weit hinaus.

An der Kieler Universität hat die Arbeitsgruppe Leistungselektronik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) einen intelligenten Smart Transformator für die Elektromobilität entwickelt. Auf der Basis von Leistungshalbleitern aus Siliziumkarbid haben sie einen Prototyp entwickelt, der den Stromfluss steuert. Eingesetzt werden kann das Steuerungs-Bauteil aber auch in Rechenzentren oder der Flugzeugelektronik.

Problem der Spitzenlasten
Auftretende Spitzenlasten führen zu Engpässen im Stromnetz und stellen eines der Probleme beim Ausbau der Elektromobilität dar. Für die zahlreichen Herausforderungen der Energiewende braucht es ein flexibles und verlässliches Stromnetz, das Schwankungen im Verbrauch und in der Erzeugung von Energie ausgleicht. Ein Schlüsselelement dafür könnte der Smart Transformator sein, an dem die Arbeitsgruppe Leistungselektronik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) forscht. Auf der Basis von Leistungshalbleitern aus Siliziumkarbid haben sie einen Prototyp entwickelt, der den Stromfluss steuert.

Flexible Lösung mit Hilfe der Leistungselektronik
Im Zuge des Ausbaus von Erneuerbaren Energien steigt die Anzahl dezentraler Energieproduzenten und -verbraucher wie Windkraftanlagen und Ladestationen. „Unsere konventionelle Infrastruktur ist nicht für bidirektionale Stromflüsse ausgelegt“, sagt Professor Marco Liserre, Professor für Leistungselektronik an der CAU. Die neuen Komponenten aus der Leistungselektronik könnten dazu beitragen, Strom bedarfsgerecht zu verteilen und so das Energienetz besser zu steuern sowie Überlastungen und Ausfällen entgegenzuwirken. Zusammen mit seiner Arbeitsgruppe hat Liserre einen leistungselektronischen Transformator entwickelt, der ohne hohe Energieverluste Mittelspannung in Niederspannung transformieren und dabei zusätzlich Gleichstromanschluss ermöglicht. „So wollen wir das Stromnetz modernisieren und fit machen für die Energiewende. Was wir brauchen ist ein flexibles, effizientes und vor allem verlässliches System“, so Liserre weiter.

Smart Transformator auch für Rechenzentren
Dank seines modularen Aufbaus ist der in Kiel entwickelte Smart Transformator wartungsfreundlich und lässt sich einfach und kostengünstig für verschiedene Einsatzmöglichkeiten skalieren. Der Basisbaublock eines aktuellen Prototypens des intelligenten Kieler Transformators verbindet Niedrigspannungs-Gleichstrom (800 V) mit Mittelspannungs-Wechselstrom bei 2,6 Kilovolt (line-to-line) mit einer Leistung von 100 KW. Entwickelt wurde der Transformator im Rahmen des europäischen Forschungsprojekts HEART (Highly Efficient And Reliable smart Transformer), das seit 2014 an der CAU läuft. Das Kieler Forschungsteam präsentiert einen Prototypen auf der Hannover Messe vom 23.-27. April 2018.

© IWR, 2018


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20.04.2018