Forschungsüberblick

 

Die Einbindung erneuerbarer Energien in eine zuverlässige Energieversorgung gehört zu den Forschungsschwerpunkten am Institute for Power Generation and Storage Systems (PGS). Hier werden beispielsweise leistungselektronische Systeme entwickelt, mit deren Hilfe die Anlagen eines großen Windparks über ein Gleichspannungsnetz zusammengeschaltet werden können. Die auf diese Weise besonders effizient gesammelte elektrische Energie kann dann mit konstanter Frequenz und Spannung ins Übertragungsnetz eingespeist werden. PGS ist eines der weltweit führenden Institute in der Entwicklung leistungselektronischer Komponenten, die an den Schnittstellen zur bestehenden Wechselspannungs-Netzinfrastruktur eine Schlüsselrolle spielen. Dies gilt auch für die Netzintegration von Energiespeichern und die Energieübertragung mittels Gleichspannung, die in der Energieversorgung der Zukunft – sowohl auf der Transport- als auch auf der Verteilnetzebene – eine zunehmend wichtige Rolle spielen wird. Als Antwort auf die Forschungscampus-Projekte des Ministeriums für Bildung und Forschung hat PGS die Idee des Forschungscampus „Elektrische Netze der Zukunft“ vorangetrieben. Es ist beantragt, dass das Ministerium die Forschung an elektrischen Netzen für bis zu 15 Jahre fördert, um die Energiewende voranzutreiben. Leistungselektronische Bauelemente und Wandler werden eine Schlüsselrolle im Rahmen der Bereitstellung von flexibler, effizienter und kosteneffektiver Infrastruktur, die eine große Bandbreite an erneuerbaren Energiequellen unterstützen, einnehmen.

Die Entwicklung, Nutzung und Einbindung von Speichersystemen ist ein weiterer wichtiger Arbeitsschwerpunkt. Denn mit der zunehmenden Bedeutung volatiler erneuerbarer Energien steigt zwangsläufig der Speicherbedarf. Kurzzeitspeicher wie Batterien (wobei auch die Autobatterien der Elektromobilität eine Rolle spielen können) werden zur Sicherung der Netzstabilität benötigt. Und in Langzeitspeichern (Gas, Wärme und Kälte) wird Energie für solche Perioden gespeichert, in denen witterungsbedingt wenig Energie aus Wind- oder Sonnenkraft zur Verfügung steht.

 

PGS forscht hauptsächlich in den folgenden Gebieten:

• Dezentrale Energieerzeugung
• Leistungselektronische Wandlungssysteme für erneuerbare Energiequellen
• Flexible Kraftwerke kleiner und mittlerer Leistung
• Flexible „multi-terminal“ elektrische Netze
• Verbindung von Elektrizitäts-, Wärme- und Gasnetzen
• Elektrochemische Wandlungs- und Speichersysteme