Energieversorgung der Zukunft Leistungselektronik und Netztechnologien erforschen

Im TestLab Power Electronics ISE werden derzeit schon Stromrichter mit bis zu 1 MW Leistung getestet und entwickelt.
Im TestLab Power Electronics ISE werden derzeit schon Stromrichter mit bis zu 1 MW Leistung getestet und entwickelt.

Für Forschung, Entwicklung und Test baut das Fraunhofer ISE ein neues Labor auf. Der Fokus des neuen Standorts liegt auf der Netzintegration von erneuerbaren Energien sowie auf der Regelung von Nieder-, Mittel- und Hochspannungsnetzen.

Das Portfolio der Abteilung »Leistungselektronik und Netztechnologien« am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist mit den Herausforderungen der Energiewende gewachsen. Seit vielen Jahren betreiben die Wissenschaftler und Ingenieure beispielsweise das TestLab Power Electronics, in dem Stromrichter aller Art mit einer Leistung von bis zu 1 MW getestet werden können.

Die Geräte lassen sich dort hinsichtlich ihres Wirkungsgrads und der Einhaltung von Netzanschlussbedingungen untersuchen. Nun will das Forschungsinstitut mit einem Laborneubau seine Dienstleistungen künftig auch für Geräte und Komponenten mit Leistungen im Multi-Megawatt-Bereich anbieten. Das in seiner Ausrichtung einzigartige Labor soll dazu beitragen, die technischen Voraussetzungen für einen stabilen und effizienten Betrieb der Energienetze unter veränderten Einspeisebedingungen zu schaffen.

Leistungselektronik und Netztechnologien spielen in einem immer breiteren Anwendungsspektrum eine Rolle. Sie werden in PV-Kraftwerken und Speichersystemen eingesetzt, sind wichtiger Bestandteil bei der Umsetzung von Elektromobilitätskonzepten oder Micro-Grids und sichern die Zuverlässigkeit der Stromversorgung von Bahnnetzen oder in großen Rechenzentren.

Das Fraunhofer ISE beabsichtigt, mit dem neuen Forschungslabor seinen Kundenkreis weiter auszubauen. »Wir sind überzeugt, dass die Erkenntnisse aus dem Vorhaben und insbesondere aus den Forschungsprojekten, die wir an unserem neuen Laborstandort durchführen werden, auf breites wissenschaftliches und wirtschaftliches Interesse stoßen werden«, betont Dr. Olivier Stalter, Leiter der Abteilung »Leistungselektronik und Netztechnologien« am Fraunhofer ISE. »Denn vergleichbare Forschungs- und Testmöglichkeiten auf dem Gebiet der Leistungselektronik – im Leistungsbereich von bis zu mehreren Megawatt – existieren bislang nicht.«

Hoch-, Mittel- und Niederspannung

Die Hochspannungsversorgung für das neue Forschungslabor wurde bereits aufgebaut. Im Mittel- und Niederspannungsbereich werden mehrere Schaltanlagen und Teststände erstellt, um die Entwicklung leistungselektronischer Wandler parallel weiter vorantreiben zu können. Zu den Prüflingen und Forschungsobjekten zählen unter anderem Einspeisewechselrichter für erneuerbare Energien, Batteriewechselrichter, Umrichter für Elektrolyseprozesse sowie stationäre und mobile Wechselrichter für die Netzregelung und Stromversorgung im Nieder- und Mittelspannungsbereich.

Das neue Labor im Industriegebiet Nord in Freiburg wird neben den Laborkapazitäten mit circa 900 m² Grundfläche auch Platz für Büroräume für die Abteilung »Leistungselektronik und Netztechnologien« des Fraunhofer ISE mit etwa 600 m² Grundfläche umfassen.

Die für den zukünftigen Betrieb des Laborstandorts erforderliche Infrastruktur wird durch Kooperation mit dem regionalen Energieversorger Badenova realisiert. Das Vorhaben des Fraunhofer ISE wird vom Bundeswirtschaftsministerium BMWi und Bundesforschungsministerium BMBF mit insgesamt rund 10 Mio. Euro gefördert, das Fraunhofer-Institut investiert weitere 5 Mio. Euro.