IT, ERP, CRM • INNOVATIVE INDUSTRIE
JULI/AUGUST 2018 | INNOVATIONS • NEW BUSINESS 39
auf andere Regionen übertragen zu können. Die räumlich
verteilten Speicher und Erzeuger werden in ein Smart Grid
eingebunden und von einem intelligenten Energie- und
Netzmanagementsystem gesteuert.
TESTSYSTEM FÜR ENERGIEAUTONOMIE
40 Heimspeicher, fünf Gewerbespeicher, ein thermischer
Speicher sowie ein hybrider Energiespeicher sind in das
Mittelspannungsnetz integriert. „Neben der 500-kWh-Lithium
Ionen-Batterie ist eine der wichtigsten Komponenten
im System der am Fraunhofer ISE entwickelte Batteriewechselrichter.
Dieser hat eine Gesamtleistung von einem Megawatt
und besteht aus hochkompakten und besonders
dynamischen Untereinheiten mit einer Leistung von je
125kW. Dadurch lassen sich alle beliebigen Systemgrößen
bis in den Multi-Megawatt-Bereich realisieren“, erklärt Olivier
Stalter, Leiter des Geschäftsbereichs Leistungselektronik,
Netze und intelligente Systeme am Fraunhofer ISE.
Zusätzlich zur Lithium-Ionen-Batterie werde über eine
weitere Leistungselektronik ein Superkondensator als Kurzzeitspeicher
eingebunden. Dieser federe Leistungsspitzen
ab und verlängere damit die Lebensdauer der Batterie.
„Der vom Fraunhofer ISE entwickelte Wechselrichter kann
durch eine deutlich erhöhte Schaltfrequenz schneller auf
Schwankungen im Stromnetz reagieren als kommerziell
erhältliche Geräte und eignet sich daher als sehr schnelle
Primärreserve, für die Reduzierung von Spitzenlasten sowie
für Eigenverbrauchslösungen im Industriemaßstab. Der
Megawatt-Wechselrichter wurde in einem 19-Zoll-Rack mit
einer Höhe von 200 cm realisiert und ist damit um den
Faktor zwei bis vier kleiner als aktuell verfügbare Vergleichsgeräte“,
ergänzt Stefan Schönberger, Teamleiter am Fraunhofer
ISE. Möglich geworden sei dies durch den Einsatz
modernster Siliciumkarbid-Halbleiter sowie durch einen
optimierten Aufbau von Leiterkarten, Filterelementen und
verschiedenen Kühlmethoden. Um die extrem schnellen
Schaltgeschwindigkeiten realisieren zu können und die
daraus entstehenden Überspannungen an den Halbleitern
klein zu halten, wurde eine speziell dafür optimierte Dickkupferleiterkarte
mit ausschließlicher Verwendung von
Folienkondensatoren geschaffen. Für die optimale Kühlung
sorgt hauptsächlich ein Flüssigkeitskühler. Um die Drosseln
sowohl kompakt als auch verlustarm zu realisieren, wurde
ein hochwertiges Pulverkernmaterial in Tablettenbauform
verwendet. TM
www.cmc.de
www.maynoothuniversity.ie
www.ub.edu
www.topsoe.com
www.ise.fraunhofer.de
INFO-BOX
Gedruckte Solarzellen im Nanoformat
Ausgedruckte und gleichzeitig haardünne Solarzellen sollen
künftig Geräte mit Strom versorgen und dadurch sauberere
Energie und eine abfallfreie Zukunft ermöglichen. Bei der Nanotechnologie
liegt der Fokus dabei etwa auf Materialien im
atomaren Größenmaßstab.
Martin Curley, Professor an der Maynooth University in Irland,
beispielsweise sieht den Bereich von Energieerzeugung, Energieverwendung
und Energieverbrauch vor einem technologischen
Durchbruch. Und Alejandro Pérez-Rodríguez von der Universitat
de Barcelona sieht Photovoltaik (PV) als Nanotechnologie.
„In allen PV-Technologien ist Nanotechnologie zu fi nden.
Wenn wir Geräte mit mehr Funktionalität, weniger Gewicht und
größerer Flexibilität haben wollen, müssen wir Nanotechnologie
immer mehr in die Photovoltaik integrieren“, betont Pérez-
Rodríguez. Gedruckte Solarzellen sind rund zehn Mal dünner als
ein menschliches Haar. Dadurch sinken die Kosten für Solarzellen
enorm, denn jede Oberfl äche könnte mit photovoltaischen
Zellen ausgestattet werden – zum Beispiel Wände, Leitplanken
oder das Gehäuse eines Smartphones. Der Chemiekonzern Haldor
Topsøe arbeitet indes an der Entwicklung einer umweltschonenden
Brennstoffzelle mit Nanotechnologie. Purer Wasserstoff
wird Pfl anzenstoffen entzogen, während die dabei
entstehenden CO2-Emissionen für den Antrieb des Produktionskreislaufes
wiederverwendet werden. Dieser Prozess könnte
den Engpass bei Biotreibstoffen beenden.