Das Projekt "Teilvorhaben: Wint-Con - Converter-Technology" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Converteam GmbH durchgeführt. Converteam beabsichtigt die Forschungsergebnisse dieser Untersuchungen im Rahmen des Verbundprojekts direkt in seinen Systemen zur kommerziellen Nutzung einzusetzen. Bereits vorhandene Sensorik im Bereich der mechanisch elektrischen Energiewandlung über Generator/ Umrichtersystem mit einer erweiterten Regelungsfunktion können die Verfügbarkeit von Windenergieanlagen dauerhaft verbessern. Durch Umsetzung der Forschungsergebnisse können Hardware- und Softwareanpassungen in Umrichtern und Generatoren eine große Innovation für den Markt bedeuten. In der Zusammenarbeit dieses Verbundprojekts mit Forschungseinrichtungen und Herstellern von Windenergieanlagen wird eine zeitnahe Umsetzung in die Praxis im Anschluss vor allem die nationale Herstellerindustrie unterstützen. Converteam wird im ersten Schritt aufgrund seiner langjährigen Erfahrung im Windenergiemarkt die IST- Datenerfassung unterstützen um eine korrekte Datenbasis für den nächsten Schritt zu erhalten. Hierbei werden sowohl Störfälle von WEA betrachte als auch Auswertungen der Fehleranalysen im Umrichter- Generatorsystem der vergangenen Jahre. Basierend auf diesen Daten wird über Simulationen die notwendige Regelungsfunktion in einen Forschungsumrichter integriert, der anschließend auf dem Generator-Teststand untersucht wird. Nach erfolgreicher Erprobung muss der Integrationstest in einem realen WEA-Umrichter am Converteam Prüfstand erfolgen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wint-Sys - Systemdesign" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Institut für elektrische Antriebe, Leistungselektronik und Bauelemente durchgeführt. In dem vorliegenden Verbundprojekt soll ein intelligentes Frequenzumrichter-System erforscht werden. Dieses soll die Ist-Datenerfassung, Online-Zustandsbewertung und Belastungsminimierung in einer Windenergieanlage ermöglichen. In einem vernetzten Diagnoserechner werden dann die Ist-Daten mit Referenzdaten zusammengeführt, so dass man aus aktuell gewonnenen Daten die Erkennung einer Fehlfunktion von Komponenten bereits in der Entstehungsphase des Defektes vornehmen kann, ohne Bedarf an unüberschaubarer und kostenintensiver Sensorik. Um nicht eine Vielzahl kostenintensiver Sensoren in der Anlage verteilen zu müssen, ist eine umfassende Überwachung deshalb nur mit Hilfe indirekter Messmethoden zu erreichen, bei denen aus den in den Windenergieanlagen bereits verfügbaren Messgrößen (in der Regel Drehzahl, Windgeschwindigkeit und -richtung, Ströme und Spannungen) mit Hilfe von Beobachtern die Kräfte an den wesentlichen Stellen stationär und dynamisch bestimmt werden können. Das IALB der Uni-Bremen wirkt an der Analyse, der Modellierung und der Simulation der Windenergieanlage mit. Die theoretischen Untersuchungen beinhalten sowohl den mechanischen als auch den elektrischen Teil der Windenergieanlage. Außerdem wirkt das IALB an der Planung des Prüfstands maßgeblich mit. Auf diesem Prüfstand werden die erarbeiteten Konzepte praktisch erforscht und optimiert.
Das Projekt "Additiv gefertigte, hoch angepasste Micro-Channel Wärmeübertrager in einem hocheffizienten Kaltdampfkühlsystem für Flugzeug-Leistungselektronik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik, Professur für thermische Energiemaschinen und -anlagen durchgeführt. Es soll ein integriertes Elektronikkühlsystem (EKS) für zivile Passagierflugzeuge entwickelt werden. Die Verdampfung soll direkt an den Platinen stattfinden, also dort wo die Wärme am Elektronikbauteil entsteht. Es sollen moderne Mikrokanäle zum Einsatz kommen, in denen ein sorgsam auszuwählendes Kältemittel verdampft, welches den bestehenden Sicherheitsanforderungen und zukünftigen Klimazielen genügt.
Das Projekt "Leistungselektronische Stellglieder fuer Photovoltaikanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Elektrotechnisches Institut durchgeführt. Ziel des Projektes sind die Entwicklung und der Bau einer universell nutzbaren Photovoltaikanlage zur Speisung von Drehstromasychronmaschinen fuer Kuehlanlagen, zur Netzeinspeisung sowie zur Batterieladung. Die gesamte Informationsverarbeitung einschliesslich der MPP-Regelung erfolgt durch einen Controller.
Das Projekt "Optimierung der Betriebsführung von Brennstoffzellen im Fahrzeug unter Verwendung permanenter Diagnose - COMO A3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Elektrische Energiesysteme, Lehrstuhl für Leistungselektronik durchgeführt. Im Kfz-Bordnetz wird eine zunehmende Zahl elektrischer Verbraucher eingesetzt. Es muss mithin ein erhöhter Energiebedarf mit für sicherheitskritische Lasten hoher Zuverlässigkeit abgedeckt werden, was insbesondere bei verkürzter Betriebszeit des Verbrennungsmotors - z. B. durch verbrauchsmindernden Start-Stop-Betrieb - den Einsatz einer den herkömmlichen Generator ergänzenden Hilfsstromversorgung nahe legt. Hierzu bietet sich die Brennstoffzelle an. Ihr Fahrzeugeinsatz ist durch Lastzyklen gekennzeichnet, die im wesentlichen durch die Leistungsabgabe des Generators auf der einen sowie die Leistungsaufnahme durch die verschiedenen Lasten auf der anderen Seite bestimmt werden. Diese sind wiederum von Randbedingungen wie Fahrzyklen oder der Umgebung des Fahrzeugs - gekennzeichnet beispielsweise durch Beleuchtungsverhältnisse und Temperatur - abhängig. Es stellt sich daher die Aufgabe, einerseits den Brennstoffzellenstapel mit veränderlicher Leistung zu betreiben, andererseits nötigenfalls seine Betriebsdauer sowie die Amplitude und Veränderungsgeschwindigkeit der Leistungsschwankungen durch Einbeziehung zusätzlicher Energiespeicher zu begrenzen; als solche kommen neben der bereits im herkömmlichen Bordnetz vorhandenen Batterie auch Doppelschichtkondensatoren in Frage. Die Leistungsflüsse zwischen Generator und Brennstoffzelle, den Energiespeichern sowie den übrigen Teilen des Bordnetzes mit einer Vielzahl von Lasten können über leistungselektronische Stellglieder, die ohnehin zur Anpassung der Spannungs- bzw. Stromebenen erforderlich sind, geregelt werden. Ein übergeordnetes Lastmanagement übernimmt die Sollwertvorgabe. Durch das Zusammenspiel zu erstellender dynamischer Modelle können in einem Teil des Systems vorhandene Signale - beispielsweise bedingt durch eine von der Leistungselektronik als Störgröße erzeugte Stromwelligkeit - an anderer Stelle ausgewertet werden, was eine deutliche Vereinfachung der Sensorik in der Anwendung verspricht. Darüber hinaus bietet es sich an, Beobachter zu erstellen, die dem übergeordneten Lastmanagement regelungstechnisch relevante, jedoch nicht unmittelbar zugängliche Größen zu ermitteln erlauben. Für die übergeordnete und die dezentrale Betriebsführung sollen darauf basierend geeignete Strategien erarbeitet und in einem Versuchsstand erprobt werden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen ohne erheblichen messtechnischen Zusatzaufwand eine hinreichende Funktionalität des Gesamtsystems bei gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserter Lebensdauer sicherstellen.
Das Projekt "Future Electric Energy Distribution by Aggregated Clusters and Cars with Automated Response (FEEDBACCAR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Automation und Kommunikation e.V. durchgeführt. Das Projekt umfasst Forschungs- und Entwicklungsarbeiten hinsichtlich eines zukünftigen Lademanagement für Elektrofahrzeuge in Netzen mit Demand Side Management von der Leitwarte aus und Demand Response vom Fahrzeug aus, dargestellt an einer Smart Home-Anwendung auf Basis von induktivem, bidirektionalem Laden mit 11 kW. Die prinzipiell höhere Netzverfügbarkeit von Fahrzeugen mit induktiver Ladetechnik soll in einem Flottenversuch mit sechs Fahrzeugen an verschiedenen Standorten nachgewiesen werden. Über gesteuerte Ladevorgänge soll der Primärregelleistungsmarkt adressiert werden, wobei die Steuerung über eine Ladeleitwarte dafür sorgen soll, dass eine gesicherte Leistung zur Vermarktung bereitgestellt werden kann. Bei den angestrebten hohen Ladeleistungen kommt dem Wärmemanagement, der Fremdkörpererkennung und der gesamten Sicherheitsanalyse eine hohe Bedeutung zu. Weiterhin wird im Projekt die Sicherstellung der Interoperabilität zu aktuellen internationalen Standardisierungsvorschlägen, auch durch die aktive Mitarbeit in Normungsgremien, angestrebt. Im Rahmen des Projektes soll untersucht werden, ob die Mehrkosten des Elektrofahrzeuges durch die Einbindung als Energiespeicher in Smart Home Konzepten und mit Hilfe neuer Geschäftsmodelle kompensiert werden können und in wieweit hierbei die Verwendung einer automatischen Netzanbindung und einer bidirektionalen kontaktlosen Ladetechnologie eine signifikante Rolle spielt. In diesem Fall würde die Elektromobilität für die Nutzer auch wegen der Wirtschaftlichkeit der Elektrofahrzeuge in Kombination mit dem häuslichen Energiemanagement deutlich an Attraktivität gewinnen.
Das Projekt "Direktladesystem für induktive Energieübertragungsanwendungen (DIENA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Automation und Kommunikation e.V. durchgeführt. Seit einigen Jahren ist eine zunehmende Verbreitung von Systemen, die ihre Energie auf induktivem Wege übertragen, zu beobachten. Die Motivation zum Einsatz solcher Systeme ist dabei stets durch die jeweilige Applikation geprägt. Während z.B. bei der kontaktlosen Handyaufladung vor allem die Verschleißanfälligkeit des sonst üblichen Ladesteckers im Fokus steht, können industrielle Fertigungsstrecken dank induktiver Energieübertragung oft erst vollständig automatisiert werden (z.B. mit dem auf der HMI 2015 vorgestellten System FreeCon der Firma Weidmüller). Besonders im Bereich der Elektromobilität ist in der nächsten Zeit mit einer weiteren Verbreitung dieser, bisher nur vereinzelt bzw. in Pilotprojekten (z.B. JustPark, W-Charge, GeMo, IndiOn, InterOP, ...) eingesetzten Technologie zu rechnen. Der Verzicht auf die beim konduktiven Laden unhandlichen Ladekabel sowie die Möglichkeit der vollautomatischen Akkuladung, direkt nach dem Abstellen des Fahrzeuges, prädestinieren diese Technik geradezu. Auch die internationale Normung trägt diesem Umstand Rechnung. Im Arbeitskreis des VDE DKE (GAK 353.0.1), zu dessen frühesten Mitgliedern aus dem Bereich der Wissenschaft das ifak zählt, wird an einer allgemeingültigen Beschreibung derartiger Systeme gearbeitet. Einige der wichtigsten Aspekte sind neben dem Wirkungsgrad dabei die Interoperabilität der Systeme verschiedener Hersteller sowie die Luftspalt- und Verschiebetoleranzen. Aktuelle induktive Übertragungsanordnungen sind entweder nicht kompatibel mit denen anderer Hersteller oder sie weisen, wie im Leuchtturm-Projekt InterOP, in dem unter aktiver Beteiligung des ifak interoperable Ladetechnik entwickelt wurde, eine noch ausbaufähige Luftspalt- und Verschiebetoleranz auf. Mit dem innovativen Ansatz des im Projekt angestrebten Direktladesystems lassen sich diese Toleranzen erhöhen und somit die Nutzerakzeptanz steigern. Neben der Elektromobilität ist diese Technik vor allem auch für den industriellen Bereich interessant. Hier stehen insbesondere die Aufladung von mobilen Logistiksystemen, Flurförderfahrzeugen, mobilen Komponenten in der Automatisierungstechnik usw. im Fokus. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines intelligenten, direkt regelnden Sekundärteils für die kontaktlose Aufladung von Energiespeichern, welches keine Datenverbindung mehr zur Primärseite und auch keinen nachfolgenden Laderegler benötigt. Durch die leistungsseitige Skalierbarkeit (bis in den Bereich mehrerer kW) wird eine Verwendung im E-Mobility-Bereich und auch im Industriebereich angestrebt.
Das Projekt "Netzrückwirkungen von Hausgeräten mit Leistungselektronik (KE 2009 offen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe (E370) durchgeführt. Netzrückwirkungen von Hausgeräten mit Leistungselektronik
Das Projekt "Modellierung leistungselektronischer Systemkomponenten im Zustandsraum als Beitrag zur Diagnose skalierbarer Brennstoffzellenanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Elektrische Energiesysteme, Lehrstuhl für Leistungselektronik durchgeführt. Die Umwandlung elektrischer Energie durch leistungselektronische Systeme erlangt stetig an Bedeutung. Neben Brennstoffzellensystemen gibt es eine Reihe weiterer dezentraler Energieversorgungseinrichtungen, die bei der Aufbereitung der erzeugten Elektroenergie auf leistungselektronische Prinzipien bei der Wandlung zurückgreifen. Brennstoffzellenbasierte Energieerzeugungssysteme werden im zukünftigen Verbund von Energieerzeugern Schlüsselkomponenten sein. Somit kommt der Aufbereitung der Elektroenergie aus einer Brennstoffzelle eine ganz wesentliche Bedeutung zu. Neben der Einspeisung von elektrischer Energie in das öffentliche Versorgungsnetz bzw. ein Inselnetz können die eingesetzten Wandler auch zur Steigerung der Netzqualität beitragen. Um eine Systembetrachtung durchführen zu können, ist es sinnvoll, das leistungselektronische System im Zustandsraum zu modellieren. Mit einem derartigen Modell lassen sich verschiedene Auslegungen durch Skalierungen bzw. Kaskadierungen mit vergleichsweise geringem Aufwand ableiten. Insbesondere die inzwischen wesentlich verbesserten digitalen Steuerungen ermöglichen eine Weiterentwicklung der Wandlertechnik in dezentralen Brennstoffzellen-Systemen. Sehr zweckmäßig wäre darüber hinaus eine weitergehende Auswertung und Nutzung von Zustandsgrößen der Leistungselektronik, um diagnostische Aussagen zur Brennstoffzelle treffen zu können. Diesbezüglich sind grundlagenorientierte Untersuchungen geplant.
Das Projekt "Teilvorhaben: Wint-Cal - Calculation and Modeling" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Windrad Engineering GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Die neue Kenntnis von kritischen Komponenten bzw. stark beanspruchten Bereichen in der Mechanik von Multi-Megawatt-Windenergieanlagen, die aus der geplanten Forschung resultieren wird, soll zukünftig eine verbesserte und robustere Auslegung des Triebstrangs sowie einen energie-effizienteren Betrieb der WEA ermöglichen. Der angestrebte Innovationsschub wird dem Markt optimierte Konstruktionen und Bauteilkombinationen durch die Windrad Engineering GmbH bieten. In Kombination mit der intelligenten Leistungselektronik ergibt sich eine enormes Potential zur Verbesserung der Betriebsführung zukünftiger Windenergieanlagen. 2. Arbeitsplanung Nach einer detaillierten Analyse des Ist-Zustandes bei Windenergieanlage, die insbesondere in Gesprächen mit Komponentenherstellern erfolgt, sollen kritische Komponente sowie besonders schädigende Betriebszustände identifiziert werden. Diese Kenntnisse fließen in die Konzepterstellung für das intelligente Umrichtersystem ein. Eine neuartige Betriebsführungsprozedur wird auf dem Teststand erforscht, hinsichtlich der Wirksamkeit bewertet und weiter optimiert.
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