La recharge rapide des voitures électriques nécessite beaucoup d'énergie en peu de temps. Ces pics de charge entraînent des goulots d'étranglement dans le réseau électrique, et sont l'un des problèmes auxquels fait face l'expansion de la mobilité électrique. Les nombreux défis de la transition énergétique nécessitent un réseau électrique flexible et fiable, qui peut s'adapter aux fluctuations de la consommation et de la production d'énergie. Un élément clé de ceci pourrait être le transformateur intelligent, qui fait l'objet de recherches par le groupe de travail sur l'électronique de puissance de l'Université de Kiel. A base de semi-conducteurs de puissance en carbure de silicium, ils ont développé un prototype qui régule automatiquement le flux de courant. Il pourrait être utilisé non seulement pour une meilleure intégration des bornes de recharge dans le réseau électrique, mais aussi pour le raccordement de réseaux à courant continu et dans les centres de données. Les chercheurs présenteront pour la première fois une partie du prototype à la Hannover Messe.

Dans le cadre du développement des énergies renouvelables, le nombre de producteurs et de consommateurs d'énergie décentralisés augmente, par exemple. éoliennes et bornes de recharge. "Notre infrastructure conventionnelle est conçue pour un flux de puissance inversé, " a déclaré le professeur Marco Liserre de l'Université de Kiel. De nouveaux composants issus de l'électronique de puissance pourraient aider à distribuer l'électricité en fonction de la demande, et ainsi mieux gérer le réseau électrique et lutter contre les surcharges et les pannes. Avec son groupe de travail, Liserre a développé un transformateur d'électronique de puissance, qui peut transformer la moyenne tension en basse tension et permet en même temps une connexion au courant continu. « Nous voulons moderniser le réseau électrique et le préparer à la transition énergétique. Ce dont nous avons besoin, c'est d'un système efficace et surtout fiable, " continua Liserre.

Grâce à sa conception modulaire, le transformateur intelligent développé à Kiel est facile à entretenir, et peut être facilement et économiquement adapté à différentes applications. Cela pourrait réduire la consommation d'énergie et augmenter la sécurité dans les centres de données et dans les avions plus électriques. Dans les deux environnements, l'infrastructure est conçue avec une redondance intégrée intentionnelle :plusieurs systèmes garantissent que les opérations continuent de fonctionner de manière fiable et que l'alimentation électrique n'est pas interrompue, même si des composants individuels tombent en panne. Parce que le transformateur a appliqué la redondance au niveau du bloc de construction, moins de redondance au niveau électronique est nécessaire, ce qui augmente la fiabilité et réduit les coûts.

Le bloc de construction de base du prototype actuel du transformateur intelligent de Kiel connecte un courant continu basse tension d'une valeur de 800 V et un courant alternatif moyenne tension avec un niveau de tension de sortie de 2,6 kV ligne à ligne. De plus, le système peut traiter jusqu'à 100 kW de puissance de sortie. Le transformateur a été développé dans le cadre du projet de recherche européen HEART (Highly Efficient And Reliable smart Transformer), qui fonctionne à l'Université de Kiel depuis 2014.