Kompetenzzentrums für Dezentrale Elektrische Energieversorgungstechnik
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- Anneliese Meinhardt
- vor 8 Jahren
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1 2009 Kompetenzzentrums für Dezentrale Elektrische Energieversorgungstechnik (KDEE) Prof. Dr.-Ing. habil., Uni Kassel IEE/EVS Seite 1
2 KDEE Kernkompetenz Geräteorientierte Energiesystemtechnik für die Nutzung Erneuerbarer Energien mit besonderem Schwerpunkt bei der Stromrichtertechnik in Hybridsystemen, im Verteilnetz und bei dezentraler Energiewandlung sowie mobilen Energieversorgungssystemen Seite 2
3 Einordnung des KDEE in den Forschungsverbund Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (FV ee2) der Universität Kassel Forschungsverbund Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (FV ee 2 ) Technik Dezentraler Energieversorgungssysteme Nachhaltige Bioenergiebereitstellung Aggregate zur Kraft- Wärme-Kopplung (Mikro KWK) Solares Heizen u. Kühlen Kompetenzzentrum für Dezentrale Elektrische Energieversorgungstechnik (KDEE) Elektrische Energieversorgungssysteme / Leistungselektronik Rationelle Energiewandlung Energietechnische Systemanalyse / Energiewirtschaft Energieeffizienztechnologien Energieeffizienz in der Industrie Effiziente Gebäude LowExergySysteme Haustechnik Thermische Speicher Forschungsverbund Fahrzeugsysteme IWES Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik Regionale Industrie- Forschungs- und Netzwerkkooperationen E.ON Mitte, Köhler& Ziegler, Konvekta, Roth Werke, SMA, VW Viessmann, Wagner&Co., Wintershall AG, Seeger GmbH,... LLH, HeRo Seite 3
4 Thematische Schwerpunkte des Zentrums Erforschung und Entwicklung von neuen Systemelementen und Strukturen für die dezentrale Bereitstellung von elektrischer Energie in einem öffentlichen Versorgungssystem sowohl im Verbund als auch in isolierten Inselnetzen Entwicklung von Grundsatzlösungen für Geräte, Anlagen und Systeme zur dezentralen Bereitstellung von Strom und Wärme zur effektiven Nutzung aller ökonomisch sinnvollen Energieressourcen Erforschung und Entwicklung von Konzepten und technischen Lösungen für integrierte Lösungen zur gleichzeitigen Nutzung verschiedener Energieressourcen in Blockheizkraftwerken, PV- Solaranlagen. Brennstoffzellen mit und ohne Speichereinbindung Regelung und Betriebsführung von vernetzten Energielieferanten und Energiespeichern in mobilen Systemen und Bordnetzen Ausbildung hoch qualifizierter und promovierter Ingenieure der Energietechnik Seite 4
5 Kompetenzzentrum für Dezentrale Elektrische Energieversorgungssysteme Gründung zum Brennstoffzelle 1. Januar 2009 Stromrichtersysteme für DC*-Generatoren und Speicher Stromrichtersysteme für drehzahlvariable AC**- Quellen Windkrafttechnik Konverter für industrielle Applikationen * DC: Direct Current / Gleichstrom; ** AC: Alternating Current / Wechselstrom Seite 5
6 Wirkungsgradentwicklung bei Kommerziellen Photovoltaik- Wechselrichtern 10% Wechselrichterverluste Ziel 1% Jahr source: M. Meinhardt, SMA Solar Technology AG Niestetal Seite 6
7 Vorteile von Siliziumkarbid (SiC) + chemisch stabil + Höhenstrahlungsfest Source: Hirokazu Honma, Tomoyuki Yokoo, and Weihua Jiang: Switching Characteristics of SiC- JFET, Extreme Energy-Density Research InstituteNagaoka University of Technology Seite 7
8 Vorteile von Siliziumkarbid (SiC) Ca. 99% Wandlerwirkungsgrad eines 3phasigen Wechselrichters! 99,0 conversion efficiency [%] 98,8 98,6 98,4 98,2 98,0 97,8 SiC MOSFET CMS SiC diode reference measurement: ultra-fast IGBT + SiC diode best achieved results with ultra-fast IGBT + Si diode 97,6 97, % Reduktion der Verluste bei SiC im Vergleich zu Si output power [W] source: ISET DC link voltage: 648,42V switching frequency: 16kHz Phase to GND voltages : 237,55V 239,88V 238,80V maximum efficiency: % measured: 5th March 2008 with: LEM NORMA D6000 aux. power consumption: <6W Versuchsaufbau Seite 8
9 Volumenreduktion durch höhere Schaltfrequenz 1 tape wound cores normalized required volume V(f sw )/V(1kHz) ferrites metal powder cores 0, switching frequency f sw [khz] Seite 9
10 Energie-Systemtechnik aus Kassel Kompetenznetzwerk Dezentrale Energietechnologien e. V. gegründet 2003 in Kassel mehr als 100 Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Dienstleister Forschung & Entwicklung Planung & Entwurf Produktion Installation & Wartung Seite 10
11 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 11
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