Universalumrichter – Elektrischer Energiespeicher

Studentische Projektleitung:

• Tobias Kleine (Elektrotechnik, B.Sc.)

Projektmitglieder:

• Franziska Schulte (Elektrotechnik im Praxisverbund, B.Sc.)
• Benedikt Evers (Elektrotechnik, B.Sc.)
• Timo Keidel (Elektrotechnik, B.Sc.)
• Maximillian Koonen (Elektrotechnik, B.Sc.)
• Fabian Tobias Lang (Elektrotechnik, B.Sc.)

Betreuer:

• Prof. Dr. Hans-Jürgen Pfisterer
• Philipp Becker

Im Rahmen dieses Projekts wurde ein vollst?ndiges DC/DC-Wandlersystem entwickelt, simuliert und praktisch umgesetzt. Zun?chst erfolgte der systematische Aufbau des Schaltmodells in MATLAB/Simulink mit Fokus auf der realit?tsnahen Abbildung der Schalt- und Regelvorg?nge. Auf Basis anwendungsspezifischer Anforderungen wurden alle relevanten Bauteile – insbesondere Drossel, Schaltfrequenz und Kapazit?ten – analytisch berechnet und sorgf?ltig dimensioniert. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf die Wechselwirkung zwischen Schaltfrequenz und Induktivit?t gelegt, um sowohl Wirkungsgrad als auch Regelbarkeit zu optimieren.

Das entworfene Simulationsmodell wurde anschlie?end erfolgreich in das dSPACE-System integriert, um eine hardwarenahe Echtzeitregelung zu realisieren. In der Erprobungsphase wurde der Tiefsetzsteller unter verschiedenen Lastbedingungen mit variablen ohmschen Widerst?nden getestet, um das dynamische Verhalten des Reglers zu analysieren und zu optimieren. Der abschlie?ende Systemtest erfolgte in Verbindung mit einer realen Photovoltaikanlage, wobei der Wandler unter realen Einstrahlungs- und Lastbedingungen betrieben wurde.

Das Projekt demonstriert eindrucksvoll die interdisziplin?re Verzahnung von Leistungselektronik, digitaler Regelungstechnik und systemischer Energieintegration. Es wurde ein funktionsf?higer Prototyp entwickelt, der als zentrales Element eines zukünftigen Microgrids dienen kann – mit Fokus auf Effizienz, Skalierbarkeit und Resilienz.