Entwicklung der Leistungselektronik im elektrischen Netz bis 2050
Dr. Olivier Stalter ist seit 2005 Mitarbeiter des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) und verantwortet dort seit nun knapp zwei Jahren den Geschäftsbereich Leistungselektronik, Netze und intelligente Systeme. Seine Einheit zählt ca. 150 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wovon in etwa die Hälfte aus Studenten und Doktoranden besteht. Herr Stalter ist französischer Herkunft und hat ein Doppeldiplom der Universitäten Grenoble und Karlsruhe im Bereich Elektrotechnik mit Schwerpunkt auf der Leistungselektronik. Er hat im Rahmen seiner Doktorarbeit 2009 eine Firmenausgründung des Fraunhofer ISE im Bereich Konzentrator-Photovoltaik eng begleitet. Ein wichtiger Schwerpunkt seines Geschäftsbereichs ist es, Spin-Offs aus den eigenen Reihen auf dem Weg zum Erfolg zu begleiten, wie in den letzten Jahren für die Firmen ENIT, blue inductive oder Oxygen Technologies. Auch die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit KMUs, großen Industriekonzernen und der Politik genießt eine hohe Priorität am Fraunhofer ISE; immer mit dem langfristigen Ziel, die Energiewende erfolgreich und nachhaltig umzusetzen.
Current and future trends in power electronics for grids
Because of global warming, the need for a sector-wide energy transition based on renewable energies is gaining importance all over the world. Photovoltaic and wind power systems have shown impressive cost reduction potential and ease of deployment. In addition, electric mobility and heat pumps are now also growing faster worldwide, opening the way for sector-coupling. These volatile electricity sources and new types of loads are increasingly being interfaced with the electricity grid through power electronic converters. As a consequence, grid-connected inverters are gaining importance and their responsibility regarding their role in future, sustainable electricity grids is growing as well. Ancillary services are provided by grid-feeding inverters since more than a decade and they are constantly evolving in grid-codes. They back-up on well-proven stability mechanisms related to synchronous machines such as frequency and voltage control through respectively active and reactive power. Thanks to the huge progresses of power electronics in the last decades in terms of hardware and control, grid-connected inverters could now provide more stability features to grid operators as they are asked to do. However, new stability and grid control features are not yet requested in technical guidelines and therefore not implemented or not activated by the component manufacturers. We therefore see a further growing share of modern and powerful power electronics in the electricity grid with only little steps forward to enable a stronger grid control through these. This paper will describe different suggestions to move forward and empower inverters equipping both sources and loads so that they can take over more of the grid control in future.