Das Projekt "Gesamtvorhaben: Hybrid-Kompensator für die Bereitstellung von Systemdienstleistungen (HYBKomp), Teilvorhaben: Aufbau / Inbetriebnahme Redox Zelle im Gesamtsystem" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT.Aktuell werden Energiespeicherung und Systemdienstleistungen zur Gewährleistung einer sicheren und stabilen Stromversorgung technisch noch in getrennten Elementen/Baugruppen realisiert. Im Rahmen des Verbundprojekts HybKomp wird eine technisch neue Lösung demonstriert, welche die einzelnen Baugruppen in einem System vereint. Ziel ist eine hybride Kompensationsanlage, bestehend aus zwei Speicherelementen - einer Redox-Flow-Batterie und einem Schwungmassenspeicher -, mit einem frei parametrierbaren Stromrichter sowie entsprechenden Mess-, Steuerungs- und Kommunikationseinrichtungen. Der neue Hybridkompensator lässt sich optimal an die benötigte Einspeiseglättung und die erforderlichen Systemdienstleistungen zu geringen Investitionskosten anpassen. In einem ersten Schritt werden die Anforderungen an den Hybridkompensator spezifiziert. Dies geschieht durch Analyse, elektrotechnische Modellierung und Simulation eines Beispiel-Verteilnetzes in den Gebieten der am Projekt beteiligten Netzbetreiber. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird zunächst ein Kleinleistungsaufbau des Hauptumrichters im Laborumfeld realisiert. Der Aufbau dient als Plattform für die Erforschung, Implementierung und Validierung der benötigten Funktionalitäten und Algorithmen. Um die Funktionsfähigkeit im realen Netzbetrieb zu testen und Maßnahmen zu optimieren, wird nach erfolgreicher Laborerprobung der Einzelkomponenten ein Feldaufbau in Haßfurt errichtet. Fraunhofer UMSICHT entwickelt und fertigt im Rahmen des Projektes eine 40 kW Vanadium-Redox-Flow-Batterie (VRFB). Das Batteriesystem wird in einem 20 Fuß-Container errichtet und wird eine Speicherkapazität von ca. 30 kWh haben. Es kommen großformatige, vollverschweißte und somit dichtungsfreie Batteriestacks zum Einsatz. Um das Batteriesystem in das Gesamtkonzept des Hybridkompensators integrieren zu können, wird eine geeignete Betriebsführung der Batterie erarbeitet und in das Steuerungskonzept überführt.
Das Projekt "StabLe: Stabilität von Verteilnetzen mit vorwiegend leistungselektronisch angekoppelten Speichern, Erzeugungseinheiten und Verbrauchern, Teilvorhaben: Algorithmen zur Netz-Stabilisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr.Ziel ist die Entwicklung von Verfahren und Methoden für den stabilen Betrieb zukünftiger Energieversorgungsnetze. Die entwickelten Verfahren werden durch die Messdatenerfassung des Netzes mit Anschluss eines Demonstrators im Bereich der Mittelspannung (MS) evaluiert. IAV wird die Untersuchung der MS-Zelle durchführen und Oberschwingungen, Flicker sowie Störungen auswerten und ist für die Implementierung der Regelalgorithmen und Aufbau der Zielhardware zuständig. Aufbauend auf den Simulations- und Messergebnissen werden Anforderungen an zukünftige Stromrichter abgeleitet und bilden die Basis für zukünftige Standardisierung und Normung.
Das Projekt "OptiStore: Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor, Teilvorhaben: REFU" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: REFU Elektronik GmbH.Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor. Der Fokus liegt auf der konsequenten Optimierung der Investitions- und Betriebskosten des Gesamtsystems durch technische und methodische Verbesserungen in den Bereichen Einzelkomponenten, Systemtechnik, sowie einem innovativen Betriebsführungsverfahren. Im Vorhaben soll eine modulare Stromrichtereinheit entwickelt werden, welche sich durch Zusatzfunktionen in Bezug auf die Batteriediagnose (SOC, SOH), das Batteriemanagement (reduzierte Alterung) und die Systembetriebsführung auszeichnet. Das Batteriesystem soll modular erweiterbar sein und den Anforderungen des industriellen und gewerblichen Einsatzes entsprechen. Ein innovatives Betriebsführungsverfahren soll die Optimierung von Eigenverbrauchsquote, Batterielebensdauer, Stromkosten und auftretende Netzrückwirkungen ermöglichen. Im Rahmen des Projektes erarbeitet die REFU zusammen mit den Projektpartnern zunächst die Anforderungen an ein mögliches System, danach wird auf Basis dieser Anforderungen die technische Umsetzung spezifiziert. REFU wird dabei vor allem die Themen Regelung und Funktionalität definieren. In anderen Bereich unterstützt REFU den Findungsprozess, so dass eine sinnvolle Gesamtlösung entsteht. In der Umsetzungsphase implementiert und realisiert REFU die Verfahren in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISE. Nachdem alle Partner die Entwicklung ihrer Labormuster abgeschlossen haben, integriert REFU das Gesamtsystem und nimmt das System gemeinsam mit den Partnern in Betrieb. Während der Testphase begleitet REFU dann den Prozess.
Das Projekt "OptiStore: Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor, Teilvorhaben: AKASOL" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: AKASOL AG.Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor. Der Fokus liegt auf der konsequenten Optimierung der Investitions- und Betriebskosten des Gesamtsystems durch technische und methodische Verbesserungen in den Bereichen Einzelkomponenten, Systemtechnik, sowie einem innovativen Betriebsführungsverfahren. Im Vorhaben soll eine modulare Stromrichtereinheit entwickelt werden, welche sich durch Zusatzfunktionen in Bezug auf die Batteriediagnose (SOC, SOH), das Batteriemanagement (reduzierte Alterung) und die Systembetriebsführung auszeichnet. Das Batteriesystem soll modular erweiterbar sein und den Anforderungen des industriellen und gewerblichen Einsatzes entsprechen. Ein innovatives Betriebsführungsverfahren soll die Optimierung von Eigenverbrauchsquote, Batterielebensdauer, Stromkosten und auftretende Netzrückwirkungen ermöglichen. Das Vorhaben ist in abgestimmte hardware-, softwareorientierte und methodische Arbeitspakete gegliedert. Ausgehend von der System- und Lastprofilanalyse für Beispielanwendungen im Industriesektor wird AKASOL eine kostenoptimierte Batterie entwickeln, testen und in einer Referenzanwendung demonstrieren. Dabei werden zunächst die Anforderungen an den Speicher definiert. Daraus wird ein technisches Konzept abgeleitet, auf dessen Basis ein Labormuster aufgebaut wird. Durch Testumfänge an diesem Muster wird das Konzept grundlegend validiert. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse werden optimierte Muster aufgebaut, die den Einsatz als Feldtestgeräte ermöglichen. Zum Abschluss des Projektes sollen die Muster in einer Demonstrationsanlage gemeinsam mit den Komponenten der Partner evaluiert werden.
Das Projekt "OptiStore: Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor, Teilvorhaben: TUC" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Professur für Energie- und Hochspannungstechnik.Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor. Der Fokus liegt auf der konsequenten Optimierung der Investitions- und Betriebskosten des Gesamtsystems durch technische und methodische Verbesserungen in den Bereichen Einzelkomponenten, Systemtechnik, sowie einem innovativen Betriebsführungsverfahren. Im Vorhaben soll eine modulare Stromrichtereinheit entwickelt werden, welche sich durch Zusatzfunktionen in Bezug auf die Batteriediagnose (SOC, SOH), das Batteriemanagement (reduzierte Alterung) und die Systembetriebsführung auszeichnet.
Das Projekt "OptiStore: Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor, Teilvorhaben: ISE" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen Eigenverbrauchssystems auf Basis einer modularen Stromrichter-Lithium-Ionen-Batterie-Einheit zur optimalen Nutzung regenerativer Energiequellen im gewerblichen und industriellen Sektor. Der Fokus liegt auf der konsequenten Optimierung der Investitions- und Betriebskosten des Gesamtsystems durch technische und methodische Verbesserungen in den Bereichen Einzelkomponenten, Systemtechnik, sowie einem innovativen Betriebsführungsverfahren. Im Vorhaben soll eine modulare Stromrichtereinheit entwickelt werden, welche sich durch Zusatzfunktionen in Bezug auf die Batteriediagnose (SOC, SOH), das Batteriemanagement (reduzierte Alterung) und die Systembetriebsführung auszeichnet. Das Batteriesystem soll modular erweiterbar sein und den Anforderungen des gewerblichen Einsatzes entsprechen. Ein innovatives Betriebsführungsverfahren soll die Optimierung von Eigenverbrauchsquote, Batterielebensdauer, Stromkosten und auftretende Netzrückwirkungen ermöglichen. Nach Definition des Lastenhefts auf Basis von Normen, Gefahren- und einer Risikoanalyse wird ein favorisierter Systemaufbau definiert. Auf dessen Basis werden anschließend Simulationen durchgeführt, um so Vor- und Nachteile der Konzepte zu identifizieren. Anschließend werden anhand der Arbeitsbereiche erste Bauteilberechnungen durchgeführt und verschiedene Simulationsmodelle aufgebaut und anschließend verglichen. Nach weiteren Optimierungsschritten werden Schaltpläne gezeichnet sowie ein Layout erstellt. Die Simulationsmodelle werden in einem weiteren Arbeitspaket um ein hardwarenahes Regelungsmodell erweitert. Diese Modelle werden zunächst in den Simulationen entwickelt und optimiert und anschließend auch auf einem DSP implementiert um auf dem Labormuster getestet zu werden.
Das Projekt "NEDO - Netzschutz in stromrichter-dominierten Netzen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) - Institutsteil Kassel.Die strukturellen Veränderungen in Verteilnetzen durch stromrichter-gekoppelte Erzeugungsanlagen stellen die Schutztechnik vor Herausforderungen, die nicht ausreichend beschrieben sind. Die Hauptziele dieses Vorhabens sind, die Veränderungen im Verteilungsnetz bezogen auf die Anforderungen des Netzschutzes bei einem hohen Anteil dezentraler Einspeisung aufzuzeigen. Dabei konzentrieren sich die Arbeiten auf drei Aspekte, nämlich die Kurzschlussstrombeiträge marktüblicher Stromrichter für unterschiedliche Fehlerarten messtechnisch zu erfassen und für den Einsatz in der Netzplanung und bei der Netzberechnung aufzuarbeiten, sowie die Machbarkeit eines neuen Verfahrens zur Kompensation von Erdschlussströmen zu untersuchen, sowie die Auswirkungen auf den Netz- und Anlagenbetrieb darzustellen. Außerdem wird die Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu alternativen technischen Verfahren abgeschätzt. Der Arbeitsplan startet mit der Analyse und Beschreibung von Szenarien der Veränderungen im Verteilnetz. Danach teilt sich das Vorhaben einerseits in Messung und Beschreibung des Kurzschlussstrombeitrages von stromrichter-gekoppelten Erzeugungsanlagen und andererseits in Untersuchungen zur Machbarkeit eines neuen Verfahrens zur aktiven Kompensation kapazitiver Erdschlussströme und Entwicklung einer Regelungsstrategie. Abschließend erfolgt die Simulation von Fehlerfällen auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse. Für das Kompensationsverfahren wird eine Wirtschaftlichkeitsabschätzung vorgenommen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Systemintegration höchstkompakter energieeffizienter Stromrichter^Höchstkompakte energieeffiziente Stromrichter für dezentrale elektrische Versorgungen - IFASS^Teilvorhaben: Innovative Leistungshalbleiterlösungen für hocheffiziente Stromrichter, Teilvorhaben: Innovative Magnetische Bauelemente für Umrichter in Stationären Anlagen (iMUS)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: SUMIDA Components & Modules GmbH.1. Vorhabenziel: Im Rahmen des Projekts IFASS soll ein höchst kompakter galvanisch getrennter Stromrichter mit bis zu 250kW entwickelt werden. Hierzu sollen die Hochleistungsinduktivitäten erstmals mit 100kHz Schaltfrequenz betrieben werden, was heutzutage noch nicht möglich ist. Die Erforschung neuer Ferritmaterialien sowie die Untersuchungen bzgl. Aufbautechniken und Wärmemanagement steht im Vordergrund. Höhere Betriebsinduktionen und deutlich gesteigerte Frequenzen in den magnetischen Materialien und in dieser Leistungsklasse erfordern auch neuartige Aufbautechniken, Verbesserung der Pulvermischungen und Sinterprofile. 2. Arbeitsplanung: Der Arbeitsplan zur Realisierung von Hochleistungsinduktivitäten im Frequenzbereich bis zu 100kHz umfasst zu Beginn eine Grundlagenforschung bzgl. der Auswahl in Frage kommender Kernmaterialien zusammen mit der Kooperationspartner übergreifenden Erstellung einer Spezifikation. Parallel dazu werden magnetische Werkstoffe physikalisch chemisch untersucht und in ihrer Rezeptur im Hinblick auf Herstellbarkeit dieser Hochleistungsgroßkerne verbessert. Beim Aufbau spielt das Wärmemanagement und die Wickeltechnik eine große Rolle. Hier werden Kühlkonzepte simulatorisch als auch praktisch untersucht. Eine weitere Feldführungssimulation sowie geometrische Variationen sind die Basis für den Aufbau von Hochleistungskernbausätzen, deren Eigenschaften iterativ vermessen werden. Eine Bewertung und Integration in den Demonstrator schließt das Projekt ab.
Das Projekt "Teilvorhaben: Innovative Magnetische Bauelemente für Umrichter in Stationären Anlagen (iMUS)^Teilvorhaben: Innovative Leistungshalbleiterlösungen für hocheffiziente Stromrichter^Teilvorhaben: Systemintegration höchstkompakter energieeffizienter Stromrichter^Höchstkompakte energieeffiziente Stromrichter für dezentrale elektrische Versorgungen - IFASS, Teilvorhaben: Innovative Leistungshalbleiterlösungen für hocheffiziente Stromrichter" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Infineon Technologies AG.
Das Projekt "Höchstkompakte energieeffiziente Stromrichter für dezentrale elektrische Versorgungen - IFASS, Teilvorhaben: Systemintegration höchstkompakter energieeffizienter Stromrichter" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: AEG Power Solutions GmbH.
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