Skalierbare Stromrichter für eine CO2-neutrale Gesellschaft

Um eine nachhaltige Zukunft und umweltfreundlichere Städte zu erreichen, ist es notwendig, erhebliche Mengen an Energiespeichern und erneuerbaren Energiequellen wie Batterien, Solar- und Windenergie zu integrieren, die durch unvorhersehbare Wetterschwankungen beeinflusst werden, was zu starken Spannungsschwankungen bei diesen Quellen führt. Eine weitere Herausforderung in der Praxis ist die Nachfrage nach universellen Ladeinfrastrukturen, da sich die modernen Technologien in Elektrofahrzeugen (EVs) ständig weiterentwickeln. All dies erfordert die Entwicklung energieeffizienter und kompakter Leistungswandler mit Umwandlungsfähigkeiten für einen großen Spannungsbereich, was das Ziel dieses Projekts darstellt. In diesem Forschungsprojekt wird der Hauptforscher (PI) neuartige Leistungswandler-Topologien mit einem breiten Umwandlungsbereich, hohem Wirkungsgrad und guter Leistungsdichte untersuchen, entwickeln und validieren, um die Leistung und den sicheren Betrieb der Leistungswandler zu verbessern, die in erneuerbaren Energiesystemen und anderen Anwendungen wie EV-Ladesäulen verwendet werden. Die angestrebte Innovation in diesem Forschungsprojekt des ESPRIT-Programms basiert auf dem Konzept des topologischen Umformens, um mehrstufige Leistungswandler zu eliminieren, wie sie in Anwendungen mit großem Spannungsbereich erforderlich sind. Diese Studie wird eine Mischung aus Theorie, Simulation und praktischer Umsetzung des neuartigen Wandlers sein, um den Machbarkeitsnachweis zu erbringen. Die Hauptziele dieses Projekts sind daher: (i) Untersuchung und Implementierung skalierbarer DC-DC-Wandlermit einem großen Umwandlungsverhältnis. (ii) Entwicklung eines umfassenden Rahmens für den Betrieb, die Modellierung und die Steuerung einer neuen Energieverarbeitungsarchitektur. (iii) Integration der Grundlagenforschung und Ermöglichung der breiten Anwendung innovativer Fähigkeiten durch einen Masterstudiengang, die zu neuen Leistungswandler-Topologien für verschiedene Anwendungen führen. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden den technologischen Rahmen für die Erforschung von Pilotforschungsanwendungen in Leistungswandlern mit hoher Leistungsdichte und magnetischen Konstruktionen im Hochfrequenzbereich bilden. Dieses Projekt hat das Potenzial, einen bedeutenden Beitrag in den Bereichen Leistungswandler- Technologien und Energiegewinnung zu leisten, indem es einzigartige Lösungen für die oben genannten seit langem bestehenden Herausforderungen bietet. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt soll Innovationen im Bereich energieeffizienter Technologien fördern, die für die Weiterentwicklung einer nachhaltigen Elektrifizierung unerlässlich sind.