O carregamento rápido de carros elétricos requer muita energia em um curto período de tempo. Esses picos de carga levam a gargalos na rede elétrica, e são um dos problemas enfrentados pela expansão da mobilidade elétrica. Os muitos desafios da transição energética exigem uma rede elétrica flexível e confiável, que pode acomodar flutuações no consumo e produção de energia. Um elemento chave para isso poderia ser o transformador inteligente, que está sendo pesquisado pelo grupo de trabalho de Eletrônica de Potência da Universidade de Kiel. Com base em semicondutores de potência feitos de carboneto de silício, eles desenvolveram um protótipo que regula automaticamente o fluxo de corrente. Ele poderia ser usado não apenas para uma melhor integração de estações de carregamento na rede elétrica, mas também para a conexão de redes de corrente contínua e em centros de dados. Os pesquisadores vão apresentar uma parte do protótipo pela primeira vez no Hannover Messe.

Como parte da expansão da energia renovável, o número de produtores e consumidores de energia descentralizados está aumentando, por exemplo. turbinas eólicas e estações de carregamento. "Nossa infraestrutura convencional é projetada para fluxo reverso de energia, "disse o professor Marco Liserre da Universidade de Kiel. Novos componentes da eletrônica de potência podem ajudar a distribuir a eletricidade de acordo com a demanda, e, assim, gerenciar melhor a rede elétrica e neutralizar sobrecargas e interrupções. Junto com seu grupo de trabalho, Liserre desenvolveu um transformador de eletrônica de potência, que pode transformar a média tensão em baixa tensão e permite uma conexão CC ao mesmo tempo. “Queremos modernizar a rede elétrica e prepará-la para a transição energética. O que precisamos é de um sistema flexível, sistema eficiente e acima de tudo confiável, "continuou Liserre.

Graças ao seu design modular, o transformador inteligente desenvolvido em Kiel é de fácil manutenção, e pode ser dimensionado de forma fácil e econômica para diferentes aplicações. Isso poderia reduzir o consumo de energia e aumentar a segurança em centros de dados e em mais aeronaves elétricas. Em ambos os ambientes, a infraestrutura é projetada com redundância interna intencional:vários sistemas garantem que as operações continuem a funcionar de forma confiável e o fornecimento de energia não seja interrompido, mesmo se componentes individuais falharem. Como o transformador aplicou redundância no nível do bloco de construção, menos redundância no nível eletrônico é necessária, o que aumenta a confiabilidade e reduz custos.

O bloco de construção básico do protótipo atual do transformador inteligente da Kiel conecta um CC de baixa tensão com valor de 800V e um CA de média tensão com nível de tensão de saída de 2,6 kV linha a linha. Além disso, o sistema pode processar até 100 kW de potência de saída. O transformador foi desenvolvido como parte do projeto europeu de pesquisa HEART (Highly Efficient And Reliable smart Transformer), que funciona na Kiel University desde 2014.