La ricarica rapida delle auto elettriche richiede molta energia in un breve periodo di tempo. Questi picchi di carico portano a colli di bottiglia nella rete elettrica, e sono uno dei problemi che deve affrontare l'espansione della mobilità elettrica. Le numerose sfide della transizione energetica richiedono una rete elettrica flessibile e affidabile, che può accogliere le fluttuazioni del consumo e della produzione di energia. Un elemento chiave di questo potrebbe essere il trasformatore intelligente, che è oggetto di ricerca dal gruppo di lavoro Power Electronics presso l'Università di Kiel. Sulla base di semiconduttori di potenza in carburo di silicio, hanno sviluppato un prototipo che regola automaticamente il flusso di corrente. Potrebbe essere utilizzato non solo per una migliore integrazione delle stazioni di ricarica nella rete elettrica, ma anche per il collegamento di reti in corrente continua e nei data center. I ricercatori presenteranno per la prima volta una parte del prototipo alla Hannover Messe.

Nell'ambito dell'espansione delle energie rinnovabili, il numero di produttori e consumatori di energia decentralizzati è in aumento, per esempio. turbine eoliche e stazioni di ricarica. "La nostra infrastruttura convenzionale è progettata per il flusso di energia inverso, " ha affermato il professor Marco Liserre dell'Università di Kiel. Nuovi componenti dell'elettronica di potenza potrebbero aiutare a distribuire l'elettricità in base alla domanda, e quindi gestire al meglio la rete elettrica e contrastare sovraccarichi e interruzioni. Insieme al suo gruppo di lavoro, Liserre ha sviluppato un trasformatore per l'elettronica di potenza, che può trasformare la media tensione in bassa tensione e consente contemporaneamente il collegamento alla corrente continua. "Vogliamo modernizzare la rete elettrica e prepararla per la transizione energetica. Quello di cui abbiamo bisogno è un flessibile, sistema efficiente e soprattutto affidabile, "continuò Liserre.

Grazie al suo design modulare, il trasformatore intelligente sviluppato a Kiel è di facile manutenzione, e può essere scalato in modo semplice ed economico per diverse applicazioni. Potrebbe ridurre il consumo di energia e aumentare la sicurezza nei data center e nei velivoli più elettrici. In entrambi gli ambienti, l'infrastruttura è progettata con ridondanza integrata intenzionale:più sistemi garantiscono che le operazioni continuino a funzionare in modo affidabile e l'alimentazione non venga interrotta, anche se i singoli componenti si guastano. Poiché il trasformatore ha applicato la ridondanza a livello di building block, è necessaria una minore ridondanza a livello elettronico, che aumenta l'affidabilità e riduce i costi.

L'elemento base dell'attuale prototipo del trasformatore intelligente di Kiel collega una tensione continua a bassa tensione con un valore di 800 V e una corrente alternata a media tensione con un livello di tensione di uscita di 2,6 kV linea-linea. Inoltre, il sistema può elaborare fino a 100 kW di potenza in uscita. Il trasformatore è stato sviluppato nell'ambito del progetto di ricerca europeo HEART (Highly Efficient And Reliable smart Transformer), che opera alla Kiel University dal 2014.