Testzentren | Labore

Stromrichter

Der Test von Erzeugungseinheiten, Umrichtern und Leistungselektronik sind ein zentraler Bestandteil der Forschungsaktivitäten des Fraunhofer IWES in Kassel. Mit unseren akkreditierten Laboren bieten wir standardisierte und kundenspezifische Prüfungen und Messungen an, in Kombination mit Bewertung und Simulation von leistungselektronischen Geräten und Systemkomponenten mit den Schwerpunkten:

  • Netzintegration,
  • Leistung und Zuverlässigkeit,
  • elektromagnetische Verträglichkeit,
  • und Hybridsysteme.

Wir entwickeln und charakterisierten Wechselrichter

 – beispielsweise modulintegrierte oder modulorientierte Wechselrichter -, DC-Steller und Ladegeräte über einen weiten Leistungsbereich für unterschiedlichste Anwendungen.

Weiterhin arbeiten wir an Themen Speichertechnologien, Erneuerbare Energien und Netzintegration, Kraft-Wärme-Kopplung, Elektromobilität und regelbare Transformatoren.

Unsere Leistungen umfassen die Entwicklung von Hard- und Software ebenso wie Tests und Messungen an allen leistungselektronischen Komponenten im Leistungsbereich von wenigen
100 W bis zu MW Anlagen.

Testeinrichtungen und Labore

  • PV Simulatoren (bis 750A / 1000V) zur Nachbildung der Generatorkennlinie (statisch und dynamisch)
  • Dreiphasiger AC- Netz-Simulator 90 kVA (Testsystem für niederfrequente EMV Tests)
  • Dreiphasiger AC- Netz-Simulator 1 MVA
  • Mobile Testeinrichtung für „fault ride through (FRT)“
    Messungen gemäß BDEW Richtlinie bis 6 MVA
  • Klimakammern
  • Akkreditiertes EMV-Labor

Simulations- und Analysesoftware

Grid Integration Research and Test Laboratory (PNI)
© Foto Fraunhofer IWES

Grid Integration Research and Test Laboratory (PNI)

  • MATLAB / Simulink, PLECS
  • Power Factory
  • Ansys / Ansoft
  • CST Studio Suite
  • CONCEPT II
  • COMSOL Multiphysics

Wir sind in der Lage, weitere umfangreiche Tests in verschiedenen Leistungsklassen innerhalb des europäischen Exzellenz Netzwerks DERlab anzubieten. DERlab ist ein Zusammenschluss von mehreren unabhängigen Laboren in Europa die auf dem Gebiet der Integration dezentraler Energieressourcen (DER) arbeiten. Das Fraunhofer IWES ist Mitglied und Koordinator dieses Netzwerks.

Netzanschluss

Das akkreditierte „Forschungs- und Prüflabor zur Netzintegration (PNI)“ bietet die Prüfung der elektrischen Eigenschaften von dezentralen Erzeugungseinheiten für Anlagenleistungen bis 6 MVA gemäß der geltenden Richtlinien an, als Vorortmessungen oder im Labor.

Messungen für internationale Vorschriften

(in Kooperation mit DERlab e.V.)

  • Italien: CEI 0-16, CEI 0-21, Cei C. 1058
  • USA: ANSI C62.41; CEC Inverter Performance Protocol; FCC part 15 Class A; UL 1741
  • Österreich: OEVO/OENORM E 8001-4-712
  • Belgien: C10/11
  • Spanien: RD 436/2004; RD 1663/2000; PVVC; P.O. 12.3

Modellierung und Zertifizierung

Das Fraunhofer IWES bietet umfangreiche Unterstützung bei der erforderlichen Einheiten- und Anlagenzertifizierung für den Netzanschluss.

  • Modellierung von Erzeugungseinheiten und -anlagen durch Erstellung
    und Parametrierung des Modells
  • FGW TR4: Validierung von Einheiten- und Anlagenmodellen basierend auf Messdaten
  • FGW TR8: Zertifizierung von Erzeugungsanlagen (in Vorbereitung)

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

In unserem akkreditierten EMV-Labor können alle Messungen zu Störaussendung und -festigkeit gemäß den Fachgrundnormen EN 61000-6-1 bis EN 61000-6-4 durchgeführt werden.

Das Labor ist für Forschung und Entwicklung an Stromrichtern spezialisiert, bietet darüber hinaus auch weitreichende Möglichkeiten für Untersuchungen an andern Komponenten –von Nahfeldscans an Leiterplatten über entwicklungsbegleitende Untersuchungen bis zu Go / No-Go Tests für akkreditierte Prüfungen.

Des Weiteren können Messungen an elektronischen Elektrizitätszählern, Vor-Ort-Messungen zur EMV in elektrischen Installationen und zur Netzqualität sowie Gutachten zur EMV angeboten werden.

Outdoor Messungen an leistungselektronischen Komponenten

Die Charakterisierung von leistungselektronischen Komponenten kann unter realistischen Einsatzbedingungen im Outdoor Testfeld durchgeführt werden. Dabei können alle relevanten Parameter auf AC- und DC Seite sowie die Temperaturen von kritischen Komponenten aufgezeichnet werden. Darüber hinaus können detaillierte Auswertung zur Beurteilung der Qualität der Produkte angefertigt werden.

Wir bieten eine Vielzahl von Labordienstleistungen für PV-Anlagen, um den lokalen Verbrauch der erzeugten Energie in Haushalt, Industrie und Gewerbe zu erhöhen:

Funktionalität und Wirkungsgrad

Neben standardisierten Tests für die Funktionalität und Leistung der Systemkomponenten, wie z. B. EN 62509 für Batterie-Laderegler können wir umfangreiche Untersuchungen an PV-Speichersystemen für den Eigenverbrauch unter realen Einsatzbedingungen durchführen. Darüber hinaus entwickeln wir Testprozeduren um den Gesamtwirkungsgrad von Speichersystemen vergleichen zu können.

Tests mit Virtueller Batterie

Mit Hilfe einer virtuellen Batterie können wir Experimente durchführen um die Entwicklung von Batterie Ladereglern / Energiemanagern zu unterstützen und Lade- und Entladestrategien zu optimieren.

Batterietests

Durchführung von standardisierten Tests an Batterien für PV-Energiesysteme gemäß DIN EN 61427, sowie Kundenspezifische Messungen, um den Zustand des Systems zu ermitteln.

Zusätzlich zu den Tests gemäß bestehender Normen und Anwendungsanforderungen können wir die folgenden Leistungen für die Entwicklung von leistungselektronischen Komponenten anbieten.

© Foto Fraunhofer IWES

Forschung und Entwicklung
für Stromrichter und Elektronik

Beratung, Entwurf und Entwicklung von Stromrichtern, Regelungsstrategien für Hard- und Software, Messtechnik- und Kommunikationsschnittstellen gemäß den Anforderungen und Spezifikationen

  • Verifizierung und Test von Regelungsalgorithmen mittels Software in the Loop
  • Prüfung und Beurteilung von Prototypen im Labor und Begleitung von Feldtests


Zusätzliche Messungen

Untersuchungen an neuen Netzbetriebsmitteln, z.B. Netzspannungsregler, regelbare Ortsnetzstationen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge

  • Testmöglichkeiten von Geräten und Komponenten im Systemverbund (in Verbindung mit Hardware-in-the-Loop Systemen und Testnetzen)
  • Vorortmessungen an Einzelkomponenten und Analyse des Systemverhaltens im Gesamtsystem