Das Projekt "Entwicklung, Bau und Test sowohl an Land als auch auf See eines Demonstrators für ein hochseetaugliches Stromaggregat mit einer Festoxidbrennstoffzelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von M&P Motion Control and Power Eletronics GmbH durchgeführt. Ausgehend von den funktionellen Anforderungen wird ein Gesamtkonzept des elektrischen Systems der Gesamtanlage erstellt und in Richtung Wartbarkeit und Erweiterbarkeit und funktionaler Sicherheit überarbeitet. Es wird ein potentialgetrennter DC/DC Wandler entwickelt, der die Anbindung der Brennstoffzelle an das elektrische System übernimmt. Zusammen mit verschiedenen Energiespeichern wird das Gesamtsystem über einen AC/DC Wandler an das Schiffsnetz angeschlossen. Das Gesamtsystem wird über einen Energiemanagementcontroller gesteuert. Das System wird nach einer Erprobungsphase auf einem Schiff installiert und getestet. - Planung des Gesamtsystems - Entwicklung des Brennstoffzellenkonverters - Entwicklung des Energiemanagements - Installation und Test des Systems an Land - Installation und Test des Systems auf einem Schiff.
Das Projekt "10 KW Photovoltaik-Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Elektrische Maschinen durchgeführt. Aufbau und messtechnische Untersuchungen an einer Photovoltaikanlage in Verbindung mit Netzeinspeisung, Batterieladung und Einzelbetrieb von Lasten. DC/DC und DC/AC-Wandler fuer photovoltaische Systeme. Solarwasserstoff-Herstellung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Hochfrequenz-Multifunktions-Trafo (HMT)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SUMIDA Components & Modules GmbH durchgeführt. Effizienz ist nicht alleine mit dem elektrischen Umwandlungsgrad leistungselektronischer Systeme verknüpft, sondern kann im Falle mobiler Systeme - z.B. bei einem Flugzeug - auch durch Gewichtsreduktion gesteigert werden. Durch die Einsparung an Gewicht und der damit verbundenen Einsparung an Treibstoff gewinnt das Gesamtsystem an Effizienz. Die geplante Gewichts-, Volumen- und Kostenreduktion der leistungselektronischen Komponenten wird durch eine drastische Steigerung der Schaltfrequenz erreicht, ermöglicht durch die Nutzung hochmoderner, verlustarmer Leistungstransistoren aus GaN und durch die als wesentlicher Teil des Verbundprojekts GaN-resonant speziell für hochfrequente Leistungselektronik entwickelten induktiven Bauelemente. Dadurch können sowohl direkte ökonomische Einsparungen erreicht als auch ökologische Schäden reduziert werden. Im Rahmen des Projektes GaN-Resonant soll ein höchst kompakter, multifunktionaler Transformator für einen resonanten DC/DC-Wandler als Demonstrator aufgebaut werden. Die Schaltfrequenz des Wandlers soll deutlich über 1 MHz, die Leistung um 3 kW und der Wirkungsgrad dennoch deutlich über 90 Prozent bleiben. Der Aufbau solcher Wandler ist mit heutigen Spulen und Transformatoren in der gewünschten kompakten Bauweise nicht möglich. Hierzu ist die Erforschung neuer, deutlich verbesserter Ferritkeramiken notwendig, welche den Betrieb sowohl bei höheren Frequenzen, als auch gleichzeitig bei höheren Betriebsinduktionen zu lassen. Grundlage ist die Erforschung neuer Pulvermischungen mit gezielten Dotierungen zur Verbesserung der Korngrenzen- und der interkristallinen Struktur. Darüber hinaus werden für diese neuen Mischungen spezifische Sinterprofile erforscht. Bei der Gestaltung des Wickelaufbaues sind neue Wege zu suchen, welche sowohl die Hochfrequenzverluste in den Leiterwerkstoffen minimieren als auch eine gute Entwärmung ermöglichen.
Das Projekt "DCSmart - DC Distribution Smart Grids - Teilvorhaben: Entwicklung eines neuen hocheffizienten und kommunikationsfähigen DC/DC- Wandlers zur Kopplung von regionalen und lokalen Gleichspannungsnetzen sowie eines strombegrenzenden DC-Schutzorgans" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie durchgeführt. Das Gesamtziel des Projekts DCSMART ist eine gesamtheitliche Erforschung einer neuartigen und kostengünstigeren Schnittstelle zwischen regionalen und lokalen Niederspannungs-Gleichstromnetzen. Aufgrund der noch unbekannten Anforderungen an eine solche Schnittstelle ist es erforderlich, im Rahmen dieses Projektes auch die zur Realisierung nötigen Hard- und Softwarekomponenten neu zu betrachten, neue Rahmenbedingungen zu entwickeln und innerhalb eines realen Systems zu verifizieren. Das erste Ziel ist die Erforschung und Erarbeitung von neuen Erkenntnissen über die effiziente und sichere Schnittstellenhardware. Dazu soll neben einer hocheffizienten leistungselektronischen Hardware auch ein neues optimiertes Sicherungselement für dieses neue Einsatzgebiet erarbeitet werden. Daneben ist die Erarbeitung neuer Schnittstellen, die Gleichstromnetze optimal mit Netz- und Gebäudemanagementsystemen verbinden und dabei der Netzstabilität und den Regelungsanforderungen gerecht werden, ein weiteres Ziel. Zunächst werden die Anforderungen an den DC/DC- Wandler zwischen dem regionalen und lokalen Netz analysiert und erforscht. Betrachtet werden hierzu auch die bisher bekannten Netzstrukturen, Regel- und Kommunikationsschnittstellen und die Schutzelemente. Die Verifikation des Konzepts erfolgt nach dem Aufbau eines Prototyps durch Messungen im Labor. Danach wird ein geeignetes Schutzelement zur Strombegrenzung passend zu den Anforderungen für den DC/DC- Wandler untersucht und ein Prototyp aufgebaut. Die Praxistauglichkeit des fertigen DC/DC- Wandlers in Verbindung mit den anderen Prototypen der Partner soll abschließend in Feldversuchen unter Beweis gestellt werden. Abschließend werden die Resultate ausgewertet und die Systeme hinsichtlich der gestellten Kriterien bewertet.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anwendungsorientierter Aufbau einer Leistungselektronik auf Siliziumkarbidbasis für die Elektromobilität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zollner Elektronik AG durchgeführt. Das Forschungsvorhaben nutzt die nun kommerziell zur Verfügung stehenden neuartigen WBG SiC Bauelemente um leistungselektronische Systeme, namentlich Traktions-DC/DC-Wandler und On-board Ladegerät, noch effizienter und deren Funktionalität mit noch weniger Materialaufwand und noch geringeren Kosten zu realisieren, als das mit dem derzeitigen Stand der Technik möglich ist. Der Traktions-DC/DC-Wandler ist eine besonders wichtige Komponente zur Realisierung einer nachhaltigen, d.h. möglichst effizienten Elektromobilität. Das geplante Forschungsvorhaben optimiert mittels eines chip-integrierten passiven Dämpfungsgliedes das Schaltverhalten des Traktions-DC/DC-Wandlers und erhöht dadurch seine Leistungsfähigkeit deutlich. Zudem wird gezeigt, dass der Traktions-DC/DC-Wandler auch als On-board Ladegerät genutzt werden kann (Dual-Use-Prinzip), was zu einer massiven Kosteneinsparung bei gleicher Funktionalität führt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Umhüllmaterial-, Komponenten- und Systementwicklung für revolutionäre Leistungselektronik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung und Darstellung eines kompakten, robusten und effizienten DC/DC-Wandlers für E-Fahrzeuge unter Nutzung von erhältlichen Si-, bzw. WBG-Halbleitern (GaN, SiC) inklusive passiver Komponenten in einem Leistungsmodul mit neuartigem Design und optimiertem Thermomanagement. Um diese Ziel zu erreichen, müssen neuartige, kostengünstige, anorganische Umhüllmassen mit geforderten Eigenschaften (Temperatur-Beständigkeit bis 300 Grad Celsius, Wärmeleitfähigkeit größer als 5 W/m K) entwickelt und charakterisiert werden. Dazu werden Testmethoden und Prüfkörper-Designs definiert, aufgebaut und eingesetzt, mit denen die thermischen, elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften der anorganischen Umhüllmasse erfasst und bewertet werden. Die neuen anorganischen Umhüllmaterialien werden beim Aufbau von neu konzipiertem, miniaturisiertem DC/DC-Wandler-Demonstrator eingesetzt. Es werden gleichzeitig umweltfreundliche und anwendungsgerechte Umhüllverfahren bewertet. Der Funktions- und Zuverlässigkeitsnachweis soll, unter Betrachtung des ganzheitlichen Designs, anhand von zwei Demonstrator-Systemen DC-DC-Wandler für E-Mobilität und von Projektpartnern aufgebaute industrieller Antriebsumrichter erbracht werden. (Text gekürzt)
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