Neues Institut: FHNW baut Kompetenz in Energietechnik aus

Die sichere, nachhaltige und wirtschaftliche Nutzung von Energie ist eine der grossen Herausforderungen unserer Zeit. Dabei spielt Elektrizität eine Schlüsselrolle. Ob Elektroautos, Photovoltaikanlagen oder smarte Beleuchtung: Unsere Gesellschaft steht unter Strom. Darum konzentriert die Hochschule für Technik FHNW ihre Kompetenzen im neuen Institut für Elektrische Energietechnik. «Mit unserer Forschung leisten wir einen Beitrag zur Umsetzung der Schweizer Energiestrategie», sagt Martin Geidl, Leiter des neuen Instituts.

Geidl und seine Institutsmitarbeitenden fokussieren sich auf zwei Forschungsgebiete: In der Leistungselektronik und Antriebstechnik steht die Umformung elektrischer Energie im Vordergrund. Anwendungen finden sich beispielsweise im Bereich der Mobilität auf Strasse und Schiene: «Es gibt einen starken Trend in Richtung energieeffizienter, kompakter Antriebe», erklärt Martin Geidl, «das stellt neue Herausforderungen an Leistungshalbleiter und magnetische Bauteile».

Das zweite Forschungsgebiet des neuen Instituts sind elektrische Netze. «Das Stromnetz der Zukunft ist auf allen Ebenen flexibel», sagt Martin Geidl, «Kraftwerke, Speicher, Netzelemente und Verbraucher werden untereinander kommunizieren und sich an verschiedene Situationen anpassen». Das ermöglicht eine effiziente und zuverlässige Stromversorgung. Die Forschenden setzen sich darum mit Themen wie «Smart Metering», «Demand Side Management» und virtuellen Kraftwerken auseinander.

Durch die Forschungs- und Entwicklungszusammenarbeit mit der lokalen Industrie fördert das Institut für Elektrische Energietechnik den Wissenstransfer zwischen Hochschule und Wirtschaft. Vom Know-how des neuen Instituts profitieren auch die Studierenden der Hochschule für Technik FHNW. Im Rahmen von studentischen Projekten werden sie aktiv in die Forschung eingebunden.

Weitere Informationen
• Institut für Elektrische Energietechnik FHNW: www.fhnw.ch/iee
• Prof. Dr. Martin Geidl: www.fhnw.ch/de/personen/martin-geidl

Projektbeispiel:

«Eye on the grid»: Ein Projekt sorgt für Durchblick in einem kommunalen Verteilnetz

In Zusammenarbeit mit Siemens, Arbon Energie AG und der Università della Svizzera italiana arbeitet das Institut für Elektrische Energietechnik FHNW im Rahmen des «Swiss Competence Center for Energy Research» an einem neuartigen System zur Überwachung von Verteilnetzen.

Durch die Umsetzung der Energiestrategie 2050 wird sich die Anzahl von Photovoltaik-Anlagen und Ladestationen für Elektroautos in Verteilnetzen erhöhen. Ohne technische Anpassungen kann dies zu unerwünschten Effekten im Netz wie beispielsweise die Überlastung von Kabeln oder zu lokalen Spannungsabweichungen führen. Ein Problem in diesen Zusammenhang ist, dass in Verteilnetzen auf Hausanschlussebene Instrumente zur Überwachung der Netzsituation fehlen.

Die Stadt Arbon ist bereits flächendeckend mit intelligenten Stromzählern, sogenannten «Smart Metern», ausgerüstet. In diesem Projekt werden die Daten der etwa 10'000 installierten «Smart Meter» genutzt, um daraus die Situation im Netz zu rekonstruieren und kritische Situationen frühzeitig zu erkennen.

Die Kombination aus «Smart Meter»-Daten und Geoinformationsdaten ermöglicht eine Berechnung des aktuellen Netzzustandes. Somit können auf Basis der bestehenden Infrastruktur wichtige Grössen wie die Spannung an allen Netzknoten und die Auslastung der Kabel ermittelt werden, ohne dass dafür zusätzliche Instrumente und Systeme installiert werden müssen. In einer nächsten Ausbaustufe ermöglicht das Tool die einfache Prüfung von Netzanschlussgesuchen z.B. für neue Photovoltaikanlagen, sowie Netzausbauvarianten. Der konkrete Beitrag des Instituts für Elektrische Energietechnik besteht in der Entwicklung der Modelle und Algorithmen zur Bestimmung des Netzzustandes. Die Ergebnisse werden auf einer graphischen Oberfläche dargestellt und ermöglichen dem Betriebspersonal jederzeit, ein «eye on the grid» zu haben. Das Tool läuft derzeit im Testbetrieb und wird stetig optimiert sowie mit neuen Features erweitert.

Mehr dazu: https://sccer-furies.epfl.ch/

Bildlegende

Darstellung des aktuellen Netzzustandes (Spannung, Auslastung) im Stadtgebiet von Arbon
Quelle: FHNW