Stromnetze der Zukunft

ERLANGEN - Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) hat einen neuen Erweiterungsbau. Die Büros, Elektroniklabors und Fahrzeugwerkstätten sollen für Arbeiten im Bereich leistungselektronischer Systeme genutzt werden.

Runter – Licht an. Rauf  - Licht wieder aus. Überall, wo Strom fließen soll, braucht man Schalter. Daheim sind das kleine weiße Kästchen in der Wand. Aber auch in Kraftwerken und Umspannwerken gibt es Schalter. Nur, dass sie dort ganz anders aussehen, mit ungleich höheren Spannungen umgehen müssen — und „leistungselektronische Systeme“ heißen.

„Moderne leistungselektronische Systeme sind zum Beispiel für den anstehenden Ausbau der Stromleitungsnetze in Deutschland erforderlich. Ohne diese Schlüsseltechnologie ist die Energiewende hierzulande gar nicht möglich“, sagt Prof. Lothar Frey, Leiter des Erlanger Fraunhofer-Instituts für Integrierte Systeme und Bauelemente-Technologie (IISB).

Dort freut man sich über einen Neubau, in dem sich die Forscher speziell mit der Leistungselelektronik – einem wesentlichen Schwerpunkt des IISB – beschäftigen werden. Der Erweiterungsbau hat Millionen Euro gekostet, davon stammen acht Millionen aus dem Konjunkturpaket II von Bund und Freistaat Bayern.

Kleiner, besser, billiger

„In den neuen Elektroniklabors wollen wir unter anderem Möglichkeiten testen, Teile des heutigen Wechselstromnetzes durch Gleichstromnetze zu ersetzen“, erklärt Bernd Fischer, der am IISB für die strategische Planung zuständig ist. „Damit ließen sich unnötige Wandelvorgänge und ineffiziente Netzteile vermeiden.“

Forschung und Entwicklung im Bereich Energieversorgung sind indes nur ein Aspekt der Leistungselektronik. Ebenso bedeutsam ist die Technologie für den zukunftsträchtigen Bereich Elektromobilität. „Wir entwickeln Antriebseinheiten, Batterie-Systeme, Ladegeräte und Gesamtkonzepte für Elektro- und Hybrid-Autos“, erläutert Frey. Das IISB arbeitet dabei eng mit der Automobilzuliefer-Industrie in der Metropolregion Nürnberg zusammen.

Egal, ob Stromnetz oder E-Auto, die grundsätzlichen Entwicklungsziele sind dieselben: Es geht um höhere Wirkungsgrade und damit um Energieeinsparung, um größere Robustheit, Zuverlässigkeit und Sicherheit, um weniger Gewicht und Volumen — und natürlich um geringere Kosten.

Diese Forschung fließt unmittelbar zurück in die Ausbildung der Studenten. Denn seit seiner Gründung arbeitet das Fraunhofer-IISB eng mit der Uni Erlangen-Nürnberg zusammen. Deren Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente wird ebenfalls von IISB-Chef Prof. Frey geleitet. Und so sind Mitarbeiter der IISB an der Uni mit Vorlesungen und Praktika aktiv.

Ein Schwerpunkt dabei ist das Projekt „TechFak EcoCar“, bei dem Studierende ältere Elektroautos mit neuester Elektronik, Antriebs- und Batterie-Technik ausstatten. „Diese Kooperation ist zum einen attraktiv für Studierende, die sich gezielt für Automobilelektronik und Elektromobilität interessieren“, sagt Frey, „zum anderen bekommen wir auf diese Weise direkten Kontakt mit engagierten Nachwuchswissenschaftlern.“