Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann      be­tei­ligt: Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Volks­wa­gen AG,
• Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH,
• Tres­ky GmbH

För­de­rung durch: BMWK

Lauf­zeit:  1.6.2024 – 31.05.2027

Pro­jekt­vo­lu­men: 3.050 T€

För­der­sum­me (FH-Kiel): 1.034T€

Leit­ziel des Vor­ha­bens (Kenn­wort: LaGaN) ist die brei­te­re Nut­zung der GaN-Tech­no­lo­gie für die fahr­zeug­na­he En­er­gie­wand­lungs­ket­te für Fahr­zeug­bat­te­rie­span­nun­gen von no­mi­nell 800V, wel­che die kom­men­den Fahr­zeug­bat­te­rie-Ge­ne­ra­tio­nen prä­gen wird. Ins­be­son­de­re soll die An­wen­dung in sta­tio­nä­rer und On­board-La­de­tech­nik näher be­trach­tet wer­den.

Dabei soll der Ein­satz der neu­ar­ti­gen Leis­tungs­hal­bei­ter­bau­ele­men­te aus Gal­li­um­ni­trid (GaN) in einer neuen Ge­ne­ra­ti­on von Power­core für Elek­tro­fahr­zeu­ge un­ter­sucht wer­den, wel­che die Vor­tei­le des Halb­lei­ters GaN ge­winn­brin­gend für die Bau­raum- und Ef­fi­zi­en­z­an­for­de­run­gen aus­nutzt. Gleich­zei­tig soll bei hohem In­te­gra­ti­ons­grad der Elek­tro­nik ein fer­ti­gungs­ge­rech­ter Auf­bau zur Dar­stel­lung wett­be­werbs­fä­hi­ger Kos­ten­zie­le er­reicht wer­den. Hier­zu sol­len die er­for­der­li­chen Sys­tem- und Auf­bau­tech­no­lo­gi­en so er­forscht wer­den, dass eine Fer­tig­bar­keit in Gro­ß­se­rie grund­sätz­lich mög­lich ist. Diese Tech­no­lo­gi­en sind heute für Au­to­mo­ti­ve-An­wen­dun­gen so nicht ver­füg­bar.

Pro­jekt­lauf­zeit: 2 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH,

För­de­rung durch: Ge­sell­schaft für En­er­gie und Kli­ma­schutz Schles­wig-Hol­stein GmbH (EKSH)

Lauf­zeit: 12.2022 bis 11.2024

Pro­jekt­vo­lu­men: 186 T€
EKSH-För­de­rung: 150 T€

För­der­sum­me (FH-Kiel): 168.739 €

Die Leis­tungs­elek­tro­nik ist ein Schlüs­sel zur Er­rei­chung einer CO2 neu­tra­len Ge­sell­schaft bis ins Jahr 2050. Um eine CO2-Neu­tra­li­tät zu er­rei­chen, muss die En­er­gie­er­zeu­gung im Be­reich Wind- und So­lar­ener­gie aus­ge­baut wer­den und die Her­aus­for­de­run­gen der Um­stel­lung des Ver­kehrs auf CO2-neu­tra­le An­trie­be ge­löst wer­den. Zudem muss die Wär­me­er­zeu­gung in den Haus­hal­ten z. B. über Wär­me­pum­pen eben­falls CO2 neu­tral er­fol­gen. Ex­em­pla­risch sei hier auch die Was­ser­stoff­er­zeu­gung oder die Strom­erzeu­gung mit­tels Brenn­stoff­zel­len ge­nannt. In all den oben ge­nann­ten An­wen­dun­gen kom­men Leis­tungs­halb­lei­ter zum Ein­satz.

Im Kern die­ser Wand­ler ste­cken leis­tungs­elek­tro­ni­sche Schal­ter z. B. aus Si­li­zi­um, Si­li­zi­um­car­bid oder Gal­li­um­ni­trid. Die bei­den letzt­ge­nann­ten sind neue Ma­te­ria­li­en mit her­vor­ra­gen­den phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten hin­sicht­lich Durch­lass­wi­der­stand und Schalt­ge­schwin­dig­keit. Diese Ei­gen­schaf­ten kön­nen aber erst mit­tels neuer me­cha­tro­ni­scher Auf­bau­tech­no­lo­gi­en von Leis­tungs­mo­du­len und An­bin­dun­gen an Zwi­schen­kreis­kon­den­sa­to­ren ge­nutzt wer­den. Die Leis­tungs­mo­du­le sind hin­sicht­lich ihrer Elek­trik als auch Ther­mik zu op­ti­mie­ren. Ge­nau­so wie die An­schlüs­se und Bus­bar­sys­te­me bis hin zum Kon­den­sa­tor. Bis­her er­folg­te die geo­me­tri­sche Aus­le­gung / Op­ti­mie­rung die­ser kom­ple­xen Sys­te­me meist klas­sisch mit­tels Si­mu­la­ti­on le­dig­lich mit einer sys­te­ma­ti­schen li­nea­ren Pa­ra­me­ter­va­ria­ti­on. D. h, Po­si­tio­nen von Chips oder Län­gen und Di­cken von Kup­fer­an­schlüs­sen wur­den sys­te­ma­tisch va­ri­iert. Die Kom­ple­xi­tät der Än­de­run­gen ist in die­sem Fall sehr be­grenzt und damit auch das Fin­den eines op­ti­ma­len Auf­baus. Im Zuge die­ses Pro­jek­tes soll mit Hilfe von Künst­li­cher In­tel­li­genz (KI) der Ent­wick­lungs­pro­zess für hoch­ef­fi­zi­en­te Leis­tungs­mo­du­le op­ti­miert wer­den. D. h. eine KI soll die op­ti­ma­len Po­si­tio­nen Län­gen etc. fin­den. Au­ßer­dem soll durch den Ein­satz von KI der Ent­wick­lungs­pro­zess be­schleu­nigt wer­den. Die Her­aus­for­de­rung be­steht darin, solch kom­ple­xe Struk­tu­ren im Si­mu­la­ti­ons­pro­gramm mit einem KI-Al­go­rith­mus zu ver­bin­den. Zum an­de­ren müs­sen pas­sen­de KI-Al­go­rith­men und Op­ti­mie­rungs­kri­te­ri­en be­stimmt wer­den. Die­ser neue An­satz ist eine klei­ne Re­vo­lu­ti­on in der Ent­wick­lung von leis­tungs­elek­tro­ni­schen Wand­lern und wird zu einer wei­te­ren Wir­kungs­grad­stei­ge­rung füh­ren, die zum Ge­lin­gen der En­er­gie­wen­de bei­trägt.

Pro­jekt­lauf­zeit: 4 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann      be­tei­ligt: Prof. Dr.-Ing. Aylin Bi­cak­ci

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Fraun­ho­fer ISIT

In­dus­trie­bei­rat:

• Volks­wa­gen AG,
• Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH,

För­de­rung durch: BMBF (For­Mi­cro 2.0)

Lauf­zeit: 2.2024 bis 1.2028

Pro­jekt­vo­lu­men: 3.060 T€

För­der­sum­me (FH-Kiel): 1.560T€

Leis­tungs­elek­tro­ni­sche Wand­ler mit ex­trem hohem Wir­kungs­grad bil­den den Kern der En­er­gie­wen­de. Jede er­neu­er­ba­re elek­tri­sche En­er­gie durch­läuft sol­che Wand­ler auf ihrem Weg von der Er­zeu­gung bis zur Nut­zung mehr­fach. Dies gilt be­son­ders bei leis­tungs­star­ken In­dus­trie­an­wen­dun­gen und dem Trans­port­we­sen, die zu­neh­mend elek­tri­fi­ziert wer­den. Wäh­rend Si­li­zi­um­car­bid (SiC) be­reits in Au­to­mo­ti­ve-Um­rich­tern in Serie ein­ge­setzt wird, ste­hen für Gal­li­um­ni­trid (GaN) ak­tu­ell nur la­te­ra­le Bau­ele­men­te zur Ver­fü­gung, die bei Span­nun­gen über 650V nicht mehr kon­kur­renz­fä­hig ge­gen­über SiC sind. Auf­grund der stei­gen­den Bord­netz­span­nun­gen, z.B. im Be­reich der Elek­tro­mo­bi­li­tät, wer­den hier Durch­bruch­span­nun­gen der Halb­lei­ter­schal­ter von min­des­tens 1200V be­nö­tigt. Al­ter­na­tiv zu SiC er­mög­licht GaN als ver­ti­ka­les Bau­ele­ment eine noch wei­te­re Stei­ge­rung der Ef­fi­zi­enz bei gleich­zei­ti­ger Kos­ten­re­duk­ti­on.

Das Pro­jekt Ver­GaN er­zielt hier einen Durch­bruch in Ef­fi­zi­enz und Nach­hal­tig­keit, indem es ver­ti­ka­le Leis­tungs­tran­sis­to­ren auf in­no­va­ti­ven GaN-on-QST (Qro­mis' sub­stra­te tech­no­lo­gy) Sub­stra­ten für Span­nungs­klas­sen von 1200V ent­wi­ckelt und ver­schie­de­ne In­te­gra­ti­ons­kon­zep­te der re­sul­tie­ren­den Bau­ele­men­te eva­lu­iert. Somit wer­den von der Chip­ent­wick­lung über das Mo­dul­de­sign bis hin zum De­sign einer End­stu­fe die zen­tra­len Ge­sichts­punk­te zur Ent­wick­lung die­ser neuen Tech­no­lo­gie ab­ge­deckt. Bei all die­sen In­no­va­tio­nen soll die In­dus­tria­li­sier­bar­keit und Zu­ver­läs­sig­keit der An­triebs­ein­heit im Fokus ste­hen.

Durch den ite­ra­ti­ven Auf­bau von De­mons­tra­to­ren soll ge­zeigt wer­den, dass die Ma­te­ri­al­vor­tei­le von ver­ti­ka­lem GaN sys­te­misch in der An­wen­dung in einer neuen Ge­ne­ra­ti­on von An­triebs­ein­hei­ten nutz­bar ge­macht wer­den kön­nen. Eine Wei­ter­ent­wick­lung die­ser Er­geb­nis­se würde einen we­sent­li­chen Bei­trag zu einer Über­füh­rung die­ser Tech­no­lo­gi­en zu einer Markt­rei­fe füh­ren und kurz­fris­tig einen we­sent­li­chen Fort­schritt für die nächs­te Ge­ne­ra­ti­on von Elek­tro­fahr­zeu­gen er­mög­li­chen.

Pro­jek­te im Rah­men des Pro­jek­tes BMBF: WIR! – Wan­del durch In­no­va­ti­on in der Re­gi­on:  Captn En­er­gy

1 Teil : Pro­jekt­lauf­zeit: 9 Mo­na­te  (Kon­zept­pha­se)

2. Teil: 15Mio€  Lauf­zeit 6 Jahre von 1.2023-2028

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Chris­ti­an-Al­brechts-Uni­ver­si­tät zu Kiel (CAU),
• thys­sen­krupp Ma­ri­ne Sys­tems GmbH

För­de­rung durch BMBF

1. Teil:  Lauf­zeit: 3.2021 bis 11.2011 Pro­jekt­vo­lu­men: 248,6T€ /För­der­sum­me (FH-Kiel): € 47.772,72€

In Ge­neh­mi­gung:

IMUSE

In­no­va­ti­ve Ma­te­ria­li­en und Strom­ver­sor­gun­gen für die Was­ser­stoff­elek­tro­ly­se

Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann   

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

Chris­ti­an-Al­brechts-Uni­ver­si­tät zu Kiel

Phi-Stone AG

För­de­rung durch: BMWK

Lauf­zeit: 4.2024 bis 9.2026

Pro­jekt­vo­lu­men: 900T€

För­der­sum­me (FH-Kiel): 415€T€

Leit­ziel des Vor­ha­bens (Kenn­wort: IMUSE) ist es, In­no­va­ti­ve Ma­te­ria­li­en und Strom­ver­sor­gun­gen für die Was­ser­stoff­elek­tro­ly­se zu ent­wi­ckeln.

In die­sem Pro­jekt wird die Ka­pil­lar­elek­tro­ly­se wei­ter­ent­wi­ckelt, um mit ef­fi­zi­en­te­ren Ma­te­ria­li­en und Strom­ver­sor­gun­gen eine grö­ße­re in­dus­tri­el­le Re­le­vanz zu er­mög­li­chen. Die Ka­pil­lar­elek­tro­ly­se trennt die Gas­bla­sener­zeu­gung und die Elek­tro­ly­se räum­lich, was einen Wir­kungs­grad­sprung und kos­ten­güns­ti­ge Was­ser­stoff­pro­duk­ti­on für die ma­ri­ti­me Wirt­schaft er­mög­licht. Das Pro­jekt zielt dar­auf ab, den En­er­gie­be­darf für die Was­ser­stoff­pro­duk­ti­on zu sen­ken und ein ska­lier­ba­res Ma­te­ri­al und Span­nungs­quel­len­sys­tem zu er­for­schen. Dies er­for­dert zum einen ska­lier­ba­re Ma­te­ri­al­kon­zep­te, die die Gas­se­pa­ra­ti­on un­ter­stüt­zen und zum an­de­ren ef­fi­zi­en­te elek­tri­sche Steue­rung. In­dus­trie­part­ner wer­den ein­ge­bun­den, um die Wert­schöp­fung in der Re­gi­on zu stei­gern.

Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann      be­tei­ligt: Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Volks­wa­gen AG,
• Sie­mens AG
• Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH,
• Heraeus
• Fraun­ho­fer Ge­sell­schaft (IMWS)
• Hübers
• Vis­com

För­de­rung durch: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und En­er­gie (BMWI)

Lauf­zeit: 10.2021 bis 9.2024

Pro­jekt­vo­lu­men: 6,90 Mio. €
BMBF-För­de­rung: 4,24Mio. €

För­der­sum­me (FH-Kiel): 961.372 €

Kern­ziel des Pro­jek­tes ist der Ein­satz von neuen an­or­ga­ni­schen Ver­guss­mas­sen in elek­tri­schen An­triebs­sys­te­men. Diese neu­ar­tig an­zu­wen­den­den Ver­guss­mas­sen ba­sie­ren auf einem an­or­ga­ni­schen Ma­te­ri­al aus der Klas­se der Ze­men­te. Im Rah­men des Pro­jek­tes soll der Ver­guss der leis­tungs­elek­tro­ni­schen Bau­grup­pen und der Wick­lun­gen elek­tri­scher Ma­schi­nen von An­triebs­sys­te­men un­ter­sucht wer­den.

Sol­che Ma­te­ria­li­en ver­spre­chen eine er­höh­te ther­mi­sche Leit­fä­hig­keit mit guten Iso­la­ti­ons­fä­hig­kei­ten, so­dass wirt­schaft­li­che Be­stre­bun­gen nach Ef­fi­zi­enz mit­tels Mi­nia­tu­ri­sie­rung kos­ten­emp­find­li­cher Bau­tei­le ver­ein­facht wer­den. Es han­delt sich hier­bei um eine neue Ma­te­ri­al­klas­se im Be­reich des Ver­gus­ses von Leis­tungs­elek­tro­nik und elek­tri­schen Ma­schi­nen mit we­sent­lich bes­se­ren ther­mi­schen Ei­gen­schaf­ten als die der bis­her ein­ge­setz­ten Ver­guss­mas­sen auf Kunst­stoff­ba­sis.

Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann      be­tei­ligt: Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Volks­wa­gen AG,
• Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH,
• FTCAP GmbH,
• Fraun­ho­fer Ge­sell­schaft (Fraun­ho­fer In­sti­tut für Si­li­zi­um­tech­no­lo­gie)
• ILFA In­dus­trie­elek­tro­nik und Lei­ter­plat­ten­fer­ti­gung aller Art GmbH, Han­no­ver
• tesa SE, Nor­der­stedt

För­de­rung durch: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung  (BMBF)

Lauf­zeit: 8.2018 bis 4.2022

Pro­jekt­vo­lu­men: 4,77 Mio. €
BMBF-För­de­rung: 2,71 Mio. €

För­der­sum­me (FH-Kiel): 787.500 €+ Pro­jekt­pau­scha­le 157.500 €

Im Pro­jekt LaSiC soll ein Wech­sel­rich­ter, in das Ma­schi­nen­ge­häu­se (La­ger­schild) ein­ge­bracht wer­den. Durch die an­ge­streb­te Kom­bi­na­ti­on von In­no­va­tio­nen in der Leis­tungs­elek­tro­nik und An­triebs­tech­nik sol­len die Ef­fi­zi­enz­vor­tei­le von SiC-ba­sier­ten Halb­lei­tern für Elek­tro­an­trie­be der über­nächs­ten Ge­ne­ra­ti­on wirt­schaft­lich nutz­bar ge­macht und ein en­er­gie­ef­fi­zi­en­te­rer Be­trieb von Elek­tro­fahr­zeu­gen er­mög­licht wer­den.

Ziel des Auf­baus ist es der aus  Leis­tungs­elek­tro­nik­mo­dul, Trei­ber­schal­tun­gen und Strom­sen­so­rik auf der glei­chen Kühle­be­ne in­te­griert wer­den. Neue An­sät­ze für die Lei­ter­plat­ten­tech­nik, Iso­la­ti­on und Zwi­schen­kreis­kon­den­sa­to­ren sol­len dabei einen Be­trieb auch bei hohen Tem­pe­ra­tu­ren er­mög­li­chen. Auf diese Weise kön­nen die Vor­tei­le von SiC-Halb­lei­ter op­ti­mal ge­nutzt wer­den. Um per­spek­ti­visch die Kos­ten für SiC-Leis­tungs­elek­tro­nik sen­ken zu kön­nen, soll bei der Kon­zep­ti­on der hoch­in­te­grier­ten An­triebs­ein­heit auch ein fer­ti­gungs­ge­rech­tes Auf­bau- und Mon­ta­ge­kon­zept ent­wi­ckelt wer­den.

Das In­sti­tut für elek­tri­sche En­er­gie­tech­nik der Fach­hoch­schu­le Kiel über­nimmt dabei das Sys­tem­de­sign und die me­cha­tro­ni­sche In­te­gra­ti­on sowie die Trei­ber­ent­wick­lung, die eine we­sent­li­chen Säule für die Ver­bes­se­rung der Kom­pakt­heit des Sys­tems ist. Das ther­mi­sche Ma­nage­ment des Um­rich­ters wird vom In­sti­tut für Me­cha­tro­nik der Fach­hoch­schu­le Kiel über­nom­men. Das Er­geb­nis des Pro­jekts ist ein De­mons­tra­tor eines An­triebs­mo­duls mit höchs­ter Leis­tungs­dich­te, der auf seine Funk­tio­na­li­tät un­ter­sucht und be­wer­tet wird.

Pro­jekt­lei­tung und be­tei­lig­te: Prof. Dr. Ulf Schümann, Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner: Volks­wa­gen AG, Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH, Vis­hay Si­li­co­nix It­ze­hoe GmbH, FTCAP GmbH, Reese + Thies In­dus­trie­elek­tro­nik GmbH, Fraun­ho­fer Ge­sell­schaft (Fraun­ho­fer In­sti­tut für Si­li­zi­um­tech­no­lo­gie)

För­de­rung durch: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und En­er­gie (BMWi)
Lauf­zeit: 01.01.2016 bis 31.12.2018
För­der­sum­me FH-Kiel: 500.000€
Pro­jekt­vo­lu­men: 3.1 Mio €

Im Vor­ha­ben In­MO­VE wird der An­satz ver­folgt, die An­triebs­leis­tung eines elek­tri­schen Fahr­zeug­an­triebs auf meh­re­re kom­pak­te Elek­tro­an­triebs­mo­du­le auf­zu­tei­len. Diese be­stehen aus einem kom­pak­ten Leis­tungs­um­rich­ter und einem schnell dre­hen­den Elek­tro­mo­tor. Der Um­rich­ter soll dabei eine Leis­tungs­dich­te von 100kW pro Liter er­rei­chen.

Das In­sti­tut für elek­tri­sche En­er­gie­tech­nik der Fach­hoch­schu­le Kiel über­nimmt dabei das  Sys­tem­de­sign und die me­cha­tro­ni­sche In­te­gra­ti­on, die eine we­sent­li­chen Säule für die Ver­bes­se­rung der Kom­pakt­heit des Sys­tems ist. Das ther­mi­sche Ma­nage­ment des Um­rich­ters wird vom In­sti­tut für Me­cha­tro­nik der Fach­hoch­schu­le Kiel über­nom­men. Dazu wird ein hoch­spe­zi­fi­scher Küh­ler für alle Um­rich­ter-Kom­po­nen­ten ent­wor­fen. Das Er­geb­nis des Pro­jekts ist ein De­mons­tra­tor eines An­triebs­mo­duls mit höchs­ter Leis­tungs­dich­te, der auf seine Funk­tio­na­li­tät un­ter­sucht und be­wer­tet wird.

Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre

Pro­jekt­lei­tung: Prof. Dr. Ulf Schümann      be­tei­ligt: Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le

Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:

• Sie­mens AG
• Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH,
• Heraeus
• Fraun­ho­fer Ge­sell­schaft (IMWS)

För­de­rung durch: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF)

Lauf­zeit: 7.2019 bis 9.2021

Pro­jekt­vo­lu­men: 3,67 Mio. €
BMBF-För­de­rung: 2,44 Mio. €

För­der­sum­me (FH-Kiel Schümann): 130T€

Hoch­leis­tungs­schalt­ele­men­te in der Leis­tungs­elek­tro­nik sind be­stim­men­des Ele­ment für die Leis­tungs­fä­hig­keit von Um­rich­tern und Steu­er­ele­men­ten in der Elek­tro­mo­bi­li­tät und bei Sys­te­men der re­ge­ne­ra­ti­ven En­er­gie. Die hier­für not­wen­di­ge Auf­bau- und Ver­bin­dungs­tech­nik muss dabei so­wohl die hohen Strö­me als auch ein ef­fi­zi­en­tes Ther­mo­ma­nage­ment be­herr­schen, um Lang­zeit­sta­bi­li­tät und hohe Per­for­mance ge­währ­leis­ten zu kön­nen. Das Ver­bund­pro­jekt Ther­mo­Freq zielt mit einer Neu­ent­wick­lung von Hoch­strom-Kon­tak­tie­rungs­tech­nik und einem in­te­grier­ten Lead­frame-Sta­pe­l­auf­bau für ef­fi­zi­en­te Wär­me­ab­fuhr auf die Er­hö­hung der Leis­tungs- und In­te­gra­ti­ons­dich­te von Leis­tungs­halb­lei­ter-Bau­grup­pen bei gleich­zei­ti­ger Ver­bes­se­rung der Schalt­ei­gen­schaf­ten in hoch­fre­quen­ten Schalt­vor­gän­gen.

För­de­rung durch: Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirt­schaft und En­er­gie (BMWi)
Lauf­zeit: 01.10.2017 bis 30.9.2020
Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre
Pro­jekt­lei­tung und be­tei­lig­te: Prof. Dr. Ulf Schümann, Prof. Dr. Ro­nald Ei­se­le
Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner: SMA Solar Tech­no­lo­gy AG, In­fi­ne­on Tech­no­lo­gies AG,Dan­fo­ss Si­li­con Power GmbH (DSP), RWTH Aa­chen EON ERC, Uni­ver­si­tät Kas­sel (KDEE)

För­der­sum­me FH-Kiel: 689.000€
Pro­jekt­vo­lu­men Ge­samt­vor­ha­ben ca. 10 Mio.€
För­de­rung Ge­samt­vor­ha­ben ca. 5,7 Mio. €

Leit­ziel des Vor­ha­bens ist eine neue Ge­ne­ra­ti­on von PV-Gro­ß­an­la­gen mit spe­zi­el­len Kraft­werks­ei­gen­schaf­ten, die es zu­künf­tig er­lau­ben, mit sol­chen PV-Kraft­wer­ken Mit­ver­ant­wor­tung für die Ver­sor­gungs­si­cher­heit und Sys­tem­sta­bi­li­tät zu über­neh­men und somit deut­lich grö­ße­re PV-An­tei­le ins Netz zu in­te­grie­ren als bis­her, ohne dass die PV-Kraft­wer­ke oder der Netz­be­trieb da­durch teu­rer wer­den.

Ar­beits­zie­le des Teil­vor­ha­bens der FH Kiel ist einen Bei­trag zur Ent­wick­lung eines voll funk­ti­ons­fä­hi­gen, pra­xis­taug­li­chen, und op­ti­mier­ten Leis­tungs­mo­duls für den Ein­satz neu­ar­ti­ger Halb­lei­ter-Bau­ele­men­te auf der Basis von Si­li­zi­um­kar­bid (SiC). Dies be­inhal­tet an­ge­pass­te Kom­po­nen­ten ins­be­son­de­re Modul-Sen­so­rik und eine funk­tio­nel­le Wär­me­spreiz­plat­ten

För­de­rung durch: WTSH, Wirt­schaft
Wirt­schafts­un­ter­neh­men
Pro­jekt­lauf­zeit: 3 Jahre
Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner: Firma für Wind­ener­gie, Schles­wig-Hol­stein

Im Rah­men der Neu­ent­wick­lung einer Wind­kraft­an­la­ge einer in Schles­wig-Hol­stein an­säs­si­gen Firma wird an der FH das elek­tri­sche Mo­dell der Wind­kraft­an­la­ge auf­ge­baut und die Re­gel­stra­te­gie die­ser An­la­ge un­ter­sucht. Dabei wurde der me­cha­ni­sche Teil der WEA in Form mei­nes Si­mu­la­ti­ons­mo­del­les ab­ge­bil­det. Die­ses Si­mu­la­ti­ons­mo­dell steu­ert einen Motor eines Prüf­stan­des. Der Motor treibt den zu­ge­hö­ri­gen  Mo­dell­ge­ne­ra­tor der Wind­kraft­an­la­ge an. Zur An­steue­rung des Ge­ne­ra­tors wird ein selbst pro­gram­mier­ba­rer Fre­quenz­um­rich­ter der Leis­tungs­klas­se 120 kW auf­ge­baut. Die­ser Um­ri­cher steu­ert zwei Mo­dell-Wind­kraft­an­la­gen an.

Wind­ener­gie­an­la­gen Clus­ter (WEAC) wurde an der Fach­hoch­schu­le Kiel ein Re­ge­lungs­ver­fah­ren zum Be­trei­ben von zwei Asyn­chron­ge­ne­ra­to­ren an einem Fre­quenz­um­rich­ter ent­wi­ckelt. Der Schwer­punkt des bis­he­ri­gen Pro­jek­tes lag auf der Ent­wick­lung eines Re­ge­lungs­ver­fah­rens der bei­den Ge­ne­ra­to­ren. In die­sem Rah­men wur­den un­ter­schied­li­che Re­ge­lungs­ver­fah­ren un­ter­sucht und letzt­end­lich prak­tisch am Prüf­stand er­probt.

För­de­rung durch: EKSH
Pro­jekt­lauf­zeit: 2 Jahre
Ko­ope­ra­ti­ons­part­ner:
Sky­wind GmbH, Schles­wig-Hol­stein
För­der­sum­me 150.000 €

Im Rah­men des EKSH ge­för­der­ten Pro­jek­tes wurde eine Netz­ein­spei­sung für die vor­han­de­ne Ge­ne­ra­tor­re­ge­lung von zwei Wind­kraft­an­la­gen an einem Um­rich­ter rea­li­siert. Die zu ent­wi­ckeln­de Re­ge­lung soll­te nicht nur die Ein­spei­se­e­ner­gie der bei­den Wind­ener­gie­an­la­gen re­geln, son­dern auch die Netz­stüt­zung bei Netz­aus­fäl­len er­mög­li­chen. Im Pro­jekt­ver­lauf wurde eine frei pro­gram­mier­ba­re netz­sei­ti­ge Ein­spei­se­ein­heit mit da­zu­ge­hö­ri­gen Kom­po­nen­ten ent­wi­ckelt und auf­ge­baut. Als wei­te­res wurde eine Ein­rich­tung zur Netz­ein­bruch­si­mu­la­ti­on für den Prüf­stand rea­li­siert. Die be­nö­tig­ten Kom­po­nen­ten und Ein­rich­tun­gen wur­den zum Grö­ß­ten­teils neu ent­wi­ckelt und auf­ge­baut. Zum Schluss wurde das Ge­samt­sys­tem be­stehend aus Ge­ne­ra­tor- und Ein­spei­se­re­ge­lung ge­tes­tet.