Het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) subsidieert een onderzoeksproject dat de integratie van hernieuwbare energieën in netwerken gemakkelijker moet maken. Aan dit onderzoeksproject IFASS wordt deelgenomen door het Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) in Kassel, Infineon Technologies (onderzoek van halfgeleiders op SiC-basis), Sumida Components & Modules (onderzoek aan magnetische componenten) en Siemens (onderzoek van nieuwe omvormers met potentiaalscheiding).
Waar de afkorting IFASS vandaan komt, is uw redactie na een bezoek aan de websites van diverse betrokkenen niet duidelijk, maar volgens die bronnen staat het voor Höchstkompakte energieeffiziente Stromrichter für dezentrale elektrische Versorgungen. De omvormer, die het kader van het project moeten worden onderzocht, zijn potentiaalscheidende omvormers, gelijkrichters en wisselstroomomvormers zonder potentiaalscheiding.
De partners moeten nieuwe technologieën ontwikkelen voor het koppelen van netwerken van stationaire opslag of gespreid liggende energiebronnen. Dit moet gebeuren met behulp van energetisch efficiënte omvormers in het vermogensgebied van 50 kVA tot 250 kVA. Deze moeten uitblinken door een grote compactheid en energetisch rendement bij beduidend lagere kosten.
Dit moet worden bereikt door een flinke verhoging van de schakelfrequentie in combinatie met een reductie van de verliezen. Tegelijkertijd moeten nieuwe besturings- en regelprocessen worden onderzocht, waarmee de netwerkgelijkrichter kan bijdragen aan de verhoging van de netkwaliteit.
Kleinere, lichtere en goedkopere omvormers
De in dit project uitgewerkte innovaties moeten de basis vormen voor kleinere, lichtere en goedkopere omvormers voor de decentrale energieverzorging. Ze moeten een alternatief bieden voor de anders noodzakelijke (dure) uitbouw van distributienetwerken. Met een efficiënte koppeling van opslagsystemen zal de attractiviteit van zelfvoorzienende producties verder toenemen.
Er worden in Duitsland jaarlijks circa 650.000 nieuwe, onderbrekingsvrije voedingssystemen geïnstalleerd met vermogens groter dan 10 kW. Bij een gemiddelde levensduur van tien jaar voor dergelijke systemen en een verbetering van het rendement van circa 2%, ontstaat een jaarlijkse besparing van 10-12 TWh elektrische energie respectievelijk 10-12 Mt besparing aan CO2. De werkelijke besparing kan nog hoger uitvallen, omdat oudere energieverzorgingssystemen een lager rendement (< 85%) hebben.
Achtergrond
Het aantal decentrale energieopwekkers waarbij behoefte is aan opslag van elektrische energie (zoals fotovoltaïsche systemen) blijft groeien. Voor de toelevering van verschillende energiebronnen aan het laagspanningsnetwerk moeten de opgewekte gelijk- en wisselspanning worden omgezet in wisselspanning met de juiste spanning, frequentie en fase bij zo gering mogelijke verliezen. Omvormers nemen deze belangrijke taak op zich.
Grootte, gewicht en efficiëntie van de omvormers moeten in de toekomst nog beduidend verbeteren. Binnen het IFASS project moet met behulp van nieuwe omvormers met hogere schakelfrequenties, nieuwe siliciumcarbide transistoren (SiC), opbouw- en verbindingstechnologieën met geringe inductie en beduidend verbeterde magnetische componenten een halvering van het volume van de omvormer bij gelijktijdige verdubbeling van de vermogensdichtheid van 8 kW/kg worden bereikt.
