Fraunhofer-Allianz Energie
Der vom Fraunhofer ISE entwickelte Umrichter kann durch eine deutlich erhöhte Schaltfrequenz schneller auf Schwankungen im Stromnetz reagieren als kommerziell erhältliche Geräte und eignet sich daher als sehr schnelle Primärreserve und für Eigenverbrauchslösungen im Industriemaßstab. Der Megawatt-Wechselrichter wurde in einem 19 Zoll Rack mit 200 cm Höhe realisiert und ist damit um den Faktor 2 bis 4 kleiner als aktuell verfügbare Vergleichsgeräte.
Das Gerät hat einen modularen Aufbau mit acht Umrichtereinschüben mit einer Leistung von je 125 kW. In den Einschüben befinden sich die DC-Sicherungen, der Leistungsstack, Ausgangsfilter sowie DC- und AC-Schütze. Somit kann sich jeder Einschub selbstständig von Gesamtsystem trennen. Durch die verwendete Snap-In-Technologie der Einschübe wird die Wartung des Systems erheblich vereinfacht.
Als Leistungshalbleiter wurden 300–A-Siliciumcarbid-MOSFET-Module ausgewählt. Die Leistungshalbleiter werden auf einem Flüssigkeitskühlkörper montiert. Die Wasserkühlung erlaubt eine einfachere Anpassung des Systems an extreme Einsatzbedingungen wie hohe Temperaturen oder Höhenlagen.
Für die Regelung der Leistungselektronik wird eine »Prediktive Regelung« verwendet. Durch die Beobachtung aller relevanten Ströme und Spannungen im System und die modellbasierte Prädiktion zukünftiger Zustände können gegenüber den bisher üblichen Stromreglern deutliche Performancegewinne erzielt werden.