2015-08-01  –  2019-03-31

255.302,00 EUR

STS Spezial-Transformatoren-Stockach GmbH & Co. KG, Stockach, Baden-Württemberg

0325830C

Netze [EB1820]

01160547/1  –  Bidirektionaler Mittelspannungsumrichter mit Hochvolt-SiC-Bauelementen zur gesteigerten Integration erneuerbarer Energien und innerstädtischer Speicher und innovative Netzstrukturen

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI6)

Energie

Ziel des Projektes ist die Erarbeitung der Grundlagen für eine einphasige bidirektionale AC/DC-Umrichtertechnologie mit Hochvolt-SiC-Bauelementen für die Anbindung an das Mittelspannungsnetz sowie deren Umsetzung in einem Demonstrator. Die galvanische Trennung erfolgt hierbei über einen HF-Transformator, der mit neuen Kernaufbauten und angepassten Isolierstoffen den hohen Spannungssteilheiten der Hochvolt-SiC-Bauelemente standhält. Unser Teilvorhaben widmet sich dabei der Erarbeitung von modellbasierten Alterungs- und Ausfallszenarien für induktive Bauelemente in einer SiC-BiNet Installation. Auf dieser Basis sollen dann optimal geeignete Materialpaarungen und Konstruktionen für induktive Bauelemente untersucht und deren analytische Qualifizierung vorgenommen werden. Übergeordnetes Ziel ist die Bereitstellung optimal geeigneter Demonstratoren für die Induktivitäten an die Partner zum dortigen Aufbau eines Gesamt-Demonstrators. Der erste Projektabschnitt wird dominiert von Topologiestudien und Simulationen, wobei die Ergebnisse einerseits als datentechnische Basis für unsere eigene weitere Arbeit dienen und andererseits auch den Partnern als Input für deren Teilprojekte zugearbeitet werden. Im Weiteren werden optimale Wickelarten unter Berücksichtigung von Stromform, Frequenz und Kühlmedium untersucht und es wird durch Iterationen von Simulation, Musterbau und Versuch eine elektromagnetische Optimierung zur Gewährleistung der Funktion mit minimalen Verlusten und geringstmöglichem Materialeinsatz erarbeitet. Der anspruchsvollste Teil der Aufgabe ist die Entwicklung des Isolationssystems, wobei der technologische Spagat aus optimaler Isoliereigenschaft und möglichst minimalem Bauraum aufzulösen ist. Neben materialtechnischen und geometrischen Aspekten werden vor allem auch umgebungstechnische Szenarien eruiert. Die wissenschaftlichen Arbeiten werden kontinuierlich flankiert durch Iterationen von Aufbau, Test und Optimierung von Mustern und Demonstratoren.