Bundesministerium für Bildung und Forschung

BMBF fördert gemeinsame Forschung der Projektpartner Semikron, PCS Power Converter Solutions und TU Dresden

20.07.2010 | Redakteur: Gerd Kucera

Peter Beckedahl, SEMIKRON: „Steigende Energiekosten werden zu einem Wettbewerbsfaktor für die gesamte deutsche Volkswirtschaft.“
Peter Beckedahl, SEMIKRON: „Steigende Energiekosten werden zu einem Wettbewerbsfaktor für die gesamte deutsche Volkswirtschaft.“

Zur Optimierung der Energieeffizienz von Windkraftanlagen und Solarmodulen haben die Firmen SEMIKRON und PCS gemeinsam mit der TU Dresden ein Forschungsprojekt gestartet. Das Ziel ist die Entwicklung ist insbesondere ein neuartiger Wechselrichter.

Das Forschungsprojekt „Effizienzsteigerung bei der Nutzung regenerativer Energien durch den Einsatz von Mehrpunkttopologien“ (kurz EEMT) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 1,2 Mio. € gefördert. Es läuft über drei Jahre und soll Ende März 2013 abgeschlossen sein. Forschungsziel ist, den aus erneuerbaren Energiequellen gewonnenen Strom durch ein neuartiges Umrichtersystem effizienter zu nutzen.

„Besondere Bedeutung hat das Projekt auch deshalb, weil steigende Energiekosten zu einem Wettbewerbsfaktor für die gesamte deutsche Volkswirtschaft wird“, konstatiert Peter Beckedahl, Leiter Applikation und neue Konzepte

bei SEMIKRON, „zugleich zwingen die Klimaschutzziele zur verantwortungsbewussten Ressourcennutzung. So ist heute 40 Prozent der weltweit verbrauchten Energie elektrische Energie. Dieser Anteil wird bis 2040 auf 60 Prozent steigen.“

Neue Topologie für mehr Qualität

Im Rahmen des Projekts EEMT soll ein innovativer Wechselrichter aufgebaut werden, der den von Windrädern oder Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, der dann in das Stromnetz eingespeist wird. In heute üblichen Wechselrichtern müssen dabei elektrische Filterschaltungen eingesetzt werden, um Mindestanforderungen an die Qualität des eingespeisten Stroms zu erfüllen. Diese Filter arbeiten jedoch nicht sehr effizient, sodass ein Teil der erzeugten Energie verloren geht.

Die im Rahmen des EEMT-Projekts für derartige Wechselrichter entwickelte Mehrpunkttopologie-Schaltung soll den Filteraufwand deutlich senken. Darüber hinaus sollen Verluste in den elektrischen Leitungen minimiert werden; dies führt zu einer Erhöhung der Energieeffizienz des gesamten Kraftwerks. Technologisch sind solche Module zwar aufwändiger als heutige konventionelle Geräte, jedoch wird durch die erwartete deutliche Effizienzsteigerung der Einsatz dieser Methode wirtschaftlich interessant.

Realisierung des Wechselrichters

Die Umsetzung des Forschungsprojekts beinhaltet die Entwicklung neuartiger Umrichtermodule durch Semikron, die bei Power Converter Solutions in einem innovativen Stromrichter für Windenergieanlagen eingesetzt werden. Die Ansteuerung sowie das Schutzkonzept werden von der Professur Leistungselektronik des Elektrotechnischen Instituts der TU Dresden entwickelt.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme „Leistungselektronik zur Energieeffizienz-Steigerung“ innerhalb der Hightech-Strategie der Bundesregierung und des Förderprogramms „Informations- und Kommunikationstechnologie 2020“ (IKT 2020) unterstützt. Das IKT-Programm widmet sich unter anderem dem Ziel, das Anwendungsspektrum von Elektronik so zu erweitern, dass mit neuartigen leistungselektronischen Systementwicklungen eine höhere Energieeffizienz und eine Schadstoffreduktion erzielbar sind.

Die Unternehmen SEMIKRON und PCS

Das Familienunternehmen Semikron mit Hauptsitz in Nürnberg ist einer der führenden Leistungshalbleiterhersteller weltweit. Es wurde 1951 gegründet und beschäftigt weltweit 3200 Mitarbeiter.

Das mittelständische Unternehmen PCS Power Converter Solutions in Henningsdorf (bei Berlin) besitzt Erfahrung in der Schienenfahrzeugindustrie. PCS entwickelt, produziert und liefert seit Jahrzehnten Stromrichter und elektrische Ausrüstungen für den Einsatz auf Schienenfahrzeugen. Basierend auf diesem Know-how und unter Nutzung von Synergien erweitert die PCS seit mehreren Jahren ihre Geschäftstätigkeit in Richtung Stromrichter für hochdynamische Prüfstände und Windkraftanlagen.

Forschung an der TU Dresden

Die TU Dresden ist eine Volluniversität mit breitem Fächerspektrum. Sie zählt zu den forschungsstärksten Hochschulen in Deutschland. Austausch und Kooperation zwischen den Wissenschaften, mit Wirtschaft und Gesellschaft sind dafür die Grundlage.

Ziel ist es, im Wettbewerb der Universitäten auch in Zukunft Spitzenplätze zu belegen. Daran und am Erfolg beim Transfer von Grundlagenwissen und Forschungsergebnissen messen wir unsere Leistungen in Lehre, Studium, Forschung und Weiterbildung.

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