La carga rápida de coches eléctricos requiere mucha energía en poco tiempo. Estos picos de carga conducen a cuellos de botella en la red eléctrica, y son uno de los problemas que enfrenta la expansión de la movilidad eléctrica. Los numerosos desafíos de la transición energética requieren una red eléctrica flexible y confiable, que puede adaptarse a las fluctuaciones en el consumo y la producción de energía. Un elemento clave de esto podría ser el transformador inteligente, que está siendo investigado por el grupo de trabajo de Power Electronics en la Universidad de Kiel. Sobre la base de semiconductores de potencia de carburo de silicio, han desarrollado un prototipo que regula automáticamente el flujo de corriente. Podría usarse no solo para una mejor integración de las estaciones de carga en la red eléctrica, sino también para la conexión de redes de corriente continua y en centros de datos. Los investigadores presentarán una parte del prototipo por primera vez en la Hannover Messe.

Como parte de la expansión de las energías renovables, el número de productores y consumidores de energía descentralizados está aumentando, p.ej. turbinas eólicas y estaciones de carga. "Nuestra infraestructura convencional está diseñada para flujo de energía inverso, ", dijo el profesor Marco Liserre de la Universidad de Kiel. Los nuevos componentes de la electrónica de potencia podrían ayudar a distribuir la electricidad según la demanda, y así gestionar mejor la red eléctrica y contrarrestar las sobrecargas y los cortes. Junto con su grupo de trabajo, Liserre ha desarrollado un transformador de electrónica de potencia, que puede transformar media tensión en baja tensión y permite una conexión a CC al mismo tiempo. "Queremos modernizar la red eléctrica y prepararla para la transición energética. Lo que necesitamos es un sistema eficiente y sobre todo confiable, "continuó Liserre.

Gracias a su diseño modular, el transformador inteligente desarrollado en Kiel es de fácil mantenimiento, y se puede escalar de manera fácil y rentable para diferentes aplicaciones. Podría reducir el consumo de energía y aumentar la seguridad en los centros de datos y en más aviones eléctricos. En ambos entornos, la infraestructura está diseñada con redundancia incorporada intencional:múltiples sistemas aseguran que las operaciones continúen funcionando de manera confiable y que no se interrumpa el suministro de energía, incluso si fallan los componentes individuales. Debido a que el transformador aplicó redundancia en el nivel del bloque de construcción, es necesaria menos redundancia a nivel electrónico, lo que aumenta la confiabilidad y reduce los costos.

El bloque de construcción básico del prototipo actual del transformador inteligente de Kiel conecta una CC de baja tensión con un valor de 800 V y una CA de media tensión con un nivel de tensión de salida de 2,6 kV línea a línea. Es más, el sistema puede procesar hasta 100 kW de potencia de salida. El transformador fue desarrollado como parte del proyecto de investigación europeo HEART (Transformador inteligente altamente eficiente y confiable), que se lleva a cabo en la Universidad de Kiel desde 2014.