Das Projekt "Forschungscampus Elektrische Netze der Zukunft - Projekt 2: Anlagen- und Netztechnik für Mittelspannungs-Gleichspannungsanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS) durchgeführt. In diesem Projekt des Forschungscampus Elektrische Netze (FEN) der Zukunft werden die elektrischen Komponenten und Systeme, die für den Aufbau und den Betrieb von Gleichspannungsnetzen erforderlich sind, weiterentwickelt. Gleichspannungsnetze versprechen eine Reihe von technologischen Vorteilen gegenüber herkömmlichen Drehspannungsnetzen, unter anderem eine höhere Effizienz und höhere Flexibilität bei der Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. Im Forschungscampus Elektrische Netze der Zukunft werden in einem Projektverbund verschiedene Aspekte von Gleichspannungsnetzen mit einem Fokus auf die Mittelspannungsebene erforscht. Die Forschungsarbeiten aller vier Projekte des Projektverbundes werden an der RWTH Aachen in direkter Kooperation mit einer Gruppe von assoziierten Partnern durchgeführt. Die einzelnen Projekte sind in den Forschungscampus eingebunden und stehen untereinander in Beziehung. Die technologischen und wirtschaftlichen Entwicklungen der Leistungselektronik offerieren über die bekannten Anwendungen hinaus neue Potenziale. Es kann heute davon ausgegangen werden, dass elektronische Komponenten und die Gleichspannungstechnik insgesamt auch in den Spannungsebenen der Verteilungsnetze (Mittelspannung, Niederspannung) interessante Lösungsoptionen bieten. Allerdings sind für einen breiten Einsatz der Gleichspannungstechnik in diesen Spannungsebenen noch wesentliche Fragestellungen zu klären, die sowohl die Systemintegration (Regelung, Schutztechnik etc.) als auch die Entwicklung leistungsfähiger, effizienter und zuverlässiger Komponenten und Anlagen betreffen. Dieses Vorhaben hat zum Ziel, die Anforderungen an die benötigten Komponenten und Systeme zu analysieren und zu identifizieren und darauf basierend neue Komponenten zu entwickeln und zu testen. Die einzelnen Arbeitspakete des Vorhabens sind: AP1 Gleichspannungswandler - AP2 Leistungshalbleiterbauelemente - AP3 Transformatoren für Mittelfrequenz - AP4 Schalten von DC, Schutztechnik - AP5 Isolation bei hochfrequenter Belastung - AP6 Kabelsysteme.
Das Projekt "Teilvorhaben: Sichere, vernetzte und intelligente Leistungselektronik in Batteriespeichersystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Department Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (EEI), Lehrstuhl für Elektrische Energietechnik (LEE) durchgeführt. Im Rahmen des Projekts wird ein intelligenter Energiespeicher zur Versorgung von Kleinleistungsverbrauchern entwickelt. Der Speicher wird in der Lage sein, angeschlossene Verbraucher mit höchster Verfügbarkeit zu versorgen, in dem er sowohl seine gespeicherte Energie als auch angeschlossene lokale regenerative Energiequellen, wie zum Beispiel verteilte Photovoltaikmodule, oder ein übergeordnetes Gleichspannungsnetz intelligent nutzt. Dazu wird ein hocheffizienter Gleichspannungswandler direkt in das Batteriesystem integriert. Dessen Regelung muss die zur Verfügung stehenden Quellen so priorisieren, dass der Energieverbrauch aus dem Netz so gering wie möglich gehalten werden kann. Somit können künftige Netze kleiner und damit kostengünstiger ausgelegt werden, da das Netz nur noch den Anteil an Energie liefern muss, der nicht aus regenerativen Quellen entnommen werden kann. Weiterhin können damit regenerative Quellen auch dezentral effektiv genutzt und es kann gleichzeitig die Ausfallsicherheit des Netzes gesteigert werden.
Das Projekt "Wandlerbasierte Energiemanagementeinheit für die Betriebsführung von Brennstoffzelle-Speicher-Hybridstromversorgungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. DC/DC-Wandlersystems mit Energiemanagement-Einheit: Es wurden zwei Wandlersysteme bestehend aus insgesamt vier DC/DC-Wandlermodulen und zwei Energiemanagement-Einheiten entwickelt, aufgebaut, optimiert, vermessen und erfolgreich eingesetzt. Entwicklung eines Brennstoffzellensystems: Entwicklung eines modular einsetzbaren Brennstoffzellensystems, das durch Standard-Baumaße und eindeutige Schnittstellen in unterschiedliche Anwendungen integrierbar ist. Energiemanagementverfahren: Ein neues optimierendes Energiemanagement-Verfahren wurde entwickelt, implementiert und für reale Lastprofile und eine mobile Demonstrationsanwendung getestet. Aktive Nutzung des Brennstoffzellen-Stroms zur Zustandsdiagnose: Die Teilsysteme konnten am ZBT erfolgreich gekoppelt und betrieben werden. Es konnten Verfahren zur Online-Analyse entwickelt und getestet werden. Die Systeme konnten im Hybridverbund online aktiviert und auf einem hohen Wirkungsgradniveau betrieben werden.