Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Effizienter Energietransport für die Energiewende

19.11.2013
Siemens erforscht neue Technologien für eine effizientere Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ).

Diese Technik für den verlustarmen Energietransport ist ein Schlüssel für eine stärkere Einbindung erneuerbarer Energiequellen ins Stromnetz. Ein kürzlich gestartetes BMBF-Forschungsprojekt soll die Stromumwandlung am Anfang und Ende einer HGÜ-Leitung verbessern.



Mit den erforschten Technologien könnten solche Konverterstationen bis zu 20 Prozent kostengünstiger werden und eine um ein Drittel höhere Leistungsdichte ermöglichen. Weitere Synergien ergeben sich, wenn diese neuen Technologien bei der Stromerzeugung in Windkraftanlagen eingesetzt werden.

Die globale Siemens-Forschung Corporate Technology koordiniert das auf drei Jahre angelegte Projekt Effiziente Hochleistungsmodule für das Elektroenergiesystem der Zukunft (EHLMOZ), das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 4,9 Millionen Euro gefördert wird. Partner sind die TU Dresden, Infineon Technologies, Curamik Electronics, Nanotest und Fraunhofer ENAS.

Um Leitungsverluste zu vermindern, verwandeln HGÜ-Konverterstationen Wechselstrom in Gleichstrom mit höchsten Spannungen und am anderen Ende der HGÜ-Leitung wieder zurück. Deutschland plant derzeit 2.100 Kilometer HGÜ-Leitungen, um Windenergie von den Küsten verlustarm zu den Verbrauchern zu transportieren. Bis 2030 sollen weitere Offshore-Windenergieanlagen mit einer Leistung von 25 Gigawatt installiert werden, die ebenfalls über HGÜ-Leitungen an Land transportiert werden.

Die derzeit modernste Stromrichtertechnik bei der HGÜ sind Modulare Multilevel-Konverter. Mehrere in Reihe geschaltete Leistungstransistorbauelemente (IGBTs) und Kondensatoren setzen die gewünschte Spannung modular zusammen.

Dabei sind die IGBTs über Jahrzehnte hinweg den hohen und schwankenden Ströme in den Konvertern ausgesetzt. Hohe Ströme erzeugen an den elektrischen Anschlüssen der Bauelemente viel Wärme. Strom- und damit Temperaturschwankungen können Abhebungen des Bonddrahtes bzw. Rissbildung in den Lotverbindung verursachen. Bei Kurzschlüssen entstehen hohe Stoßströme, die das Bauteil und sogar benachbarte Module schädigen können. Heute werden diese Risiken mit zusätzlicher Leistungselektronik und mit einem zweiten Zellen-Gehäuse abgesichert.

EHLMOZ erforscht unter anderem neuartige Leistungshalbleiter, die aufgrund ihrer Robustheit eine erhebliche Reduktion des Schutzaufwandes ermöglichen sollen. Neue Aufbau- und Verbindungstechniken mit großflächigen Kontaktierungen sollen helfen, u.a. die Wärmebelastung besser zu verteilen. Erforscht werden auch Messtechniken, um die Temperatur im Modul genau zu überwachen, sodass weniger Sicherheitsreserven nötig sind. (2013.11.4)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.de/innovation

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht TU Ilmenau erforscht innovative mikrooptische Bauelemente für neuartige Anwendungen
21.09.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Bald bessere Akkus?
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie