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Leistungselektronik, Power Quality und Energieeffizienz

Die kontinuierliche Steigerung der Energieeffizienz von elektronischen Geräten wird zunehmend durch den Einsatz verschiedenster leistungs-elektronischer Komponenten umgesetzt. Diese Komponenten haben zusätzlich einen direkten Einfluss auf die Power Quality des Versorgungsnetzes und können dabei positive sowie negative Effekte hervorrufen.

In der Themengruppe werden innovative Regelungsstrukturen und -verfahren für multifunktionale Umrichtersysteme zur Erbringung von Systemdienstleistungen in zukünftigen aktiven Verteilnetzen entwickelt, aufgebaut und im Laborumfeld erprobt. Für die Entwicklung und Implementierung dieser Systeme steht eine leistungselektronische Entwicklungsumgebung zur Verfügung, welche aus Hard- und Softwarekomponenten (Simulation, Programmierung, Umrichterhardware, Peripherie und Messtechnik) modular und skalierbar aufgebaut ist.

Neben der Effizienzbetrachtung einzelner Geräte und Komponenten werden auch Gesamtsysteme auf Potentiale zur Effizienzsteigerung analysiert und entsprechende Maßnahmen abgeleitet. Hierbei werden komplette Prozessstrukturen betrachtet, um Interdependenzen und Interaktionen einzelner Prozessschritte untereinander nutzen zu können und die Energieeffizienz der gesamten Prozesswirkungskette zu steigern.

 

Forschungsbereiche

  • Simulation und Entwicklung moderner Leistungselektronik

  • Bewertung möglicher Netzrückwirkungen

  • Untersuchung von Wechselwirkungen mit dem Energieversorgungsnetz

  • klassische sowie dynamische und hochfrequente Betrachtung der Leistungselektronik

  • Analyse bestehender leistungselektronischer Schaltungen und neu entwickelter Komponenten und Regelungsverfahren sowie deren

  • Optimierung hinsichtlich der Störaussendung und Störfestigkeit sowie ihrer Effizienz.

 


 

Referenzprojekte

  • Graduiertenkollege 2193 „Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld“
  • XXX


Graduiertenkollege 2193 „Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld“

Das Graduiertenkollege 2193 „Anpassungsintelligenz von Fabriken im dynamischen und komplexen Umfeld“ ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt, welche die Anpassungsfähigkeit von Fabriken im Rahmen der aktuellen und zukünftigen Entwicklung des industriellen Umfelds analysiert und weiter-entwickelt, wozu unteranderem die Industrie 4.0, Digitalisierung und das Internet of Things (IoT) gehören. Beteiligt sind insbesondere die Ingenieurswissenschaften und die Informatik sowie die Wirtschafts- und Soziologiewissenschaften. Gemeinsames Ziel ist die Entwicklung der Anpassungsintelligenz für Fabriken, so dass diese schneller und effizienter auf dynamischen Veränderungen ihres Umfelds reagieren können.

GRK2193Organisation                        ItelligenterAnpassungsprozess

Eine wichtige Zielgröße für die Steigerung der Produktivität und Wirtschaftlichkeit von Produktionssystemen ist Betrachtung der Energieeffizienz. Dabei ist jedoch vor allem Wert darauf zu legen, dass nicht nur einzelne Produktionsprozesse bzw. Betriebsmittel betrachtet und optimiert werden, sondern dass das vollständige Produktionssystem und insbesondere die Interdependenz zwischen einzelnen Produktionsprozesse berücksichtigt werden. Hierzu wird ein intelligenter Energieeffizienzzyklus entwickelt, der einerseits aus einem kontinuierlichen Wahrnehmungs- und Bewertungsprozess sowie andererseits aus einem eventgesteuertem Planungs- und Realisierungsprozess besteht. Dieser intelligente  Energieeffizienzzyklus ist wohl für die Neu- und Anpassungsplanung von Fabriken als auch die Produktionsplanung im laufenden Betrieb geeignet. Einer der Kernpunkte ist die Bewertung der Energieeffizienz von einzelnen Produktionsprozessen und die Wechselwirkung zwischen mehreren Prozessen, so dass auch diese Interdependenzen im Rahmen einer Effizienzverbesserung berücksichtigt werden. Für die Bewertung der Effizienz von Produktionssystemen wird ein Kennzahlensystem entwickelt, welches in der Lage ist materialverarbeitende, energietransformierende und logistische Produktionsprozesse mit einer beliebigen Anzahl an Ein- und Ausgangsgrößen zu beschreiben. Weiterführend werden die Kennzahlen dazu verwendet, die Interdependenz zwischen den Prozess abzubilden. Ein weiterer Kernaspekt des intelligenten Energieeffizienzzyklus ist die Optimierung von Produktionssystemen. Hierfür werden unterschiedlichen Optimierungsmethodiken analysiert, um festzustellen welche Methoden sich für den Anwendungsfall eignen.

 

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Kontakt

Dipl.-Ing. Thomas Wohlfahrt
Tel.: 0231 755-4305