Echtzeitsysteme für Energietechnologien

Power Hardware in the Loop Labor in der Halle des EnergyLab 2.0KIT RTSET

Die Arbeitsgruppe untersucht die Systemintegration und Regelung neuer Technologien in Echtzeit unter realistischen Stromnetzbedingungen und mit realen Leistungskomponenten. Das Power-Hardware-in-the-Loop (PHIL) Labor verbindet dabei die hohe Genauigkeit experimenteller Ergebnisse mit der hohen Flexibilität des Laborbetriebs. Bei einer Höchstleistung von 1 MW und einer Spannung von bis zu 1,5 kV können so großskalige Testreihen für unterschiedliche Betriebssituationen sicher und verifizierbar geprüft werden.

Die daraus resultierende Verringerung der time-to-market, macht die leistungsstarke Forschungsanlage interessant für Forschende, Hersteller und Netzbetreiber, die zukünftige Energiesysteme entwickeln, analysieren und testen.

Forschungsschwerpunkte

  • Power-Hardware-in-the-Loop: Wie ermöglicht man die stabile und genaue Evaluierung von Technologien unter realistischen Bedingungen?
  • Energiespeichersysteme: Welche Netzdienstleistungen können unterschiedliche Speichersysteme anbieten und welche Technologien eignen sich am besten zur Lösung bestimmter Probleme (z.B. Primärfrequenzregelung)?
  • Supraleiterende Leistungskomponenten: Welche supraleitenden Leistungskomponenten sind optimal für praktische Anwendungen hinsichtlich ihrer thermischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften und wie lassen sie sich modellieren?

Testsysteme und Energietechnologien
im Power-Hardware-in-the-Loop Labor:

  • 1 MVA-Egston-Leistungsverstärker
  • 3 Linearverstärker bis zu 45 kW Leistung
  • 1 DC-Emulator bis zu 250 kW Leistung und bis zu 1 kV Gleichspannung
  • Digitale Echtzeitsimulatoren tausender Netzwerkknoten (Zeitintervall < 50 μs)
  • 120 kW-Hochgeschwindigkeits-Schwungradspeicher
  • 500 kW-Superkondensator-Energiespeichersystem
  • 3,5 kW-(elektrische) und 15 kW-(thermische) Mikrogasturbine
  • 50 kW-Wasserstoff-Speicherkraftwerk (Inbetriebnahme 2024)

Das Power-Hardware-in-the-Loop Labor ist ein zentraler Bestandteil der Infrastruktur des Smart Energy System Simulation and Control Center (SEnSSiCC), eingebettet im Projektrahmen des Energy Lab 2.0.

 

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