Intelligente Stromnetze

Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB

Intelligente Stromnetze

Moderne leistungselektronische Systeme sind der Schlüssel für den Ausbau der elektrischen Energieversorgung, insbesondere vor dem Hintergrund des wachsenden Anteils regenerativer Stromquellen.

Zur Steuerung des Energieflusses im Stromversorgungsnetz, zur Kompensation von Blindleistung, Kopplung unterschiedlicher Versorgungsnetze und Anbindung großer (Offshore-) Windparks sind Anlagen zur Hochspannungs­gleich­strom­kopplung erforderlich. Im Gegensatz zu konventionellen HGÜ-Anlagen müssen zukünftige Systeme flexibel, modular und wirtschaftlich skalierbar bis herunter zu Leistungen von wenigen zehn Megawatt (MW) sein.

Dazu sind abschaltbare Hochleistungsschalter auf Halbleiterbasis erforderlich. Im Rahmen eines Innovationscluster-Projekts werden entsprechende Hochleistungs­schalter entwickelt, wobei der Fokus weniger auf der Halbleitertechnologie als auf der Systemebene liegt. Entwickelt werden niederinduktive Aufbaulösungen, Sicherheits- und Redundanzlösungen sowie Ansteuer- und Kühllösungen.

Mit dieser Technologie lassen sich weitere Anwendungsfelder im Bereich der Mittel­spannungs­antriebs­technik erschließen. Dazu gehören Hochleistungs­antriebe für die Fördertechnik (Rohstoffe, Chemie), für Schiffsantriebe (inkl. Bugstrahlruder) oder die Bahntechnik (Direkt­umrichter an der Fahrdraht­spannung) ebenso wie Höchst­leistungs­wechselrichter für die Kopplung von Netzen mit unterschiedlichen Frequenzen (z.B. öffentliches Stromversorgungsnetz (50 Hz) und Bahnnetz (16 2/3 Hz)) oder zur Netzankopplung von Generatoren, deren optimaler Arbeitspunkt nicht mit starren Netzfrequenz­anforderungen kompatibel ist (Schiffsgeneratoren, Block­heiz­kraftwerke, etc.).