Wenn in Rechenzentren der Strom ausfällt, hat das katastrophale Folgen. Ein Forschungsprojekt will die Stromversorgung mit Hilfe von Superkondensatoren sicherer machen – und erneuerbare Energien einbinden.
Im Projekt Super-HEART sollen leistungselektronische Bauteile entwickelt werden, mit denen sich nachhaltige Energiequellen wie Wasserstoff in das Stromnetz integrieren lassen.
Julia Siekmann, CAU
Stromausfälle in Rechenzentren können erhebliche Konsequenzen nach sich ziehen. Denn sie können den Betrieb von Unternehmen und Institutionen unterbrechen. Auch wichtige Daten können verloren gehen.
Zugleich sind diese Anlagen für ihren enormen Energieverbrauch bekannt. Deswegen zielt ein Forschungsprojekt darauf ab, eine innovative Stromversorgungslösung zu entwickeln, die diverse nachhaltige Energiequellen wie Wasserstoff und Sonnenenergie integriert.
Kosteneffizienter und kompakter Transformator
Im Zentrum des Vorhabens "Super-HEART" steht ein kosteneffizienter Transformator, der einen stetigen und umweltfreundlichen Energiestrom gewährleisten soll. Dafür arbeiten Experten aus den Bereichen der Leistungselektronik und Materialwissenschaften der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) zusammen mit Forschern des Trinity College Dublin.
Mit einer Fördersumme von insgesamt 2,5 Millionen Euro von der Europäischen Union, von denen 1,3 Millionen Euro an die CAU gehen, wird das Projekt bis 2025 unterstützt. Darüber hinaus erhält das Projekt Unterstützung vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie in Itzehoe.
Im Vergleich zu herkömmlichen Transformatorlösungen bietet Super-HEART die Möglichkeit, leistungselektronische Komponenten für die Integration von Wasserstoff als Energiequelle in Stromnetze zu nutzen. Der neue Transformator soll kompakter und kosteneffizienter sein als herkömmliche Transformatoren und auf fortschrittlichen Superkondensatoren sowie innovativen Halbleitern wie Siliciumcarbid und Galliumnitrid basieren. Diese Materialien werden wegen ihrer Effizienz als zukunftsweisend in der Leistungselektronik angesehen.
Erwartet wird, dass die Kombination und Weiterentwicklung von modularen Transformatoren und Superkondensatoren als Kurzzeit-Energiespeicher die Energieeffizienz, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz um 20 Prozent steigern wird. Prototypen dieser neuen Technologie sollen in Rechenzentren und Nullenergiehäusern getestet werden, die ihren Energiebedarf komplett selbst decken.
Superkondensatoren mit schnellem Be- und Entladen
Die verwendeten Superkondensatoren können im Vergleich zu traditionellen Batterien schneller Energie aufnehmen und abgeben. Gerade diese Eigenschaft hilft bei Stromschwankungen oder kurzfristigen Ausfällen. Das Ziel ist es, die Speicherkapazität von Superkondensatoren durch spezielle Nano- und Mikrostrukturierung zu verbessern, um sie optimal für den Einsatz in den neuen Transformatoren anzupassen.
Nach erfolgreicher Einwerbung von Fördermitteln des Europäischen Wissenschaftsrats streben die Wissenschaftler nun die Zusammenarbeit mit Industriepartnern an, um die Forschungsergebnisse zu kommerzialisieren und langfristig ein eigenes Unternehmen zu gründen.