Im Fachgebiet „Elektrische Energiesysteme“ werden sowohl die Methoden der „klassischen“ Energietechnik als auch neue, angepasste Strategien zur Netzintegration verteilter Energieerzeuger auf die Thematik der dezentralen Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien angewendet. Ein Schwerpunkt ist die Netzintegration von dezentralen Energiewandlern mit den sich daraus ergebenden Themenbereichen der Netzidentifikation und des zukünftigen Netzbetriebs mit verteilter Erzeugung. Diese Themen spiegeln sich im interdisziplinären Forschungscluster „Nachhaltige Energieversorgung“ wider, an dem das Fachgebiet maßgeblich beteiligt ist. Zahlreiche Forschungsprojekte bestehen u.a. im Bereich der Netzimpedanzmessung in der Nieder-, Mittel- und Hochspannungsebene sowie bei der Einbindung von Speichern in Energieversorgungsnetzen.
Auch am Forschungscluster „Luftfahrtforschung“ der Helmut-Schmidt-Universität ist das Fachgebiet mit einer Reihe von Projekten beteiligt. Ein besoderes Gewicht liegt dabei auf der Entwicklung nachhaltiger zukünftiger Flugzeugbordnetze. In einem weiteren Themenkomplex wird untersucht, wie sich in solche Netzstrukturen Brennstoffzellen integrieren lassen.
Das wissenschaftliche Spektrum des Fachgebiets beinhaltet messtechnische Untersuchungen und darauf aufbauende Simulationen sowie die Entwicklung neuer Simulationswerkzeuge für ausgewählte Betriebsfälle in Energieversorgungsnetzen.
Von der Akademie der Wissenschaften in Hamburg ist Prof. Schulz als Ordentliches Mitglied gewählt worden, um die Arbeitsschwerpunkte der Akademie im Bereich der Energieforschung zu verstärken.
Interdisziplinäre Forschungscluster an der Helmut-Schmidt-Universität
An folgenden Forschungsclustern der HSU ist das Fachgebiet Elektrische Energiesysteme beteiligt:
Forschungsgebiete des Fachgebiets Elektrische Energiesysteme
- Energieversorgungsnetze
– Modellbildung und Netzberechnung
– Netzplanung und Netzbetrieb
– Auslegung und Betrieb von Smart Grids
– Integration dezentraler Energiewandler
– Interaktion von Stromrichtern und Netz
– Netzrückwirkungen
– Inselnetzerkennung - Netzidentifikation durch Netzimpedanzmessung
– Modellbildung und Simulation
– Entwicklung von Messgeräten für die Nieder-, Mittel- und Hochspannung
– Entwicklung von Messmethoden für die Höchstspannung
– Durchführung von Messprogrammen
– Applikationsspezifische Messeinrichtungen - Elektromobilität
– Technische Konzepte und Metastudien
– Untersuchung von Infrastrukturkonzepten
– Integration in das Stromnetz
– Anschlussbedarfe und Alternativlösungen
– Ladeinfrastruktur und Lademanagement - Wasserstoff und Brennstoffzellen
– Modellbildung und Simulation
– Untersuchung von Infrastrukturkonzepten
– Zukünftige Einsatzszenarien von Wasserstoff
– Brennstoffzellen für den Flugbetrieb
– Neue Typen intern steuerbarer Brennstoffzellen
– Entwicklung einer internen Methanisierung - Flugzeugbordnetze
– Modellbildung und Konzepterstellung
– Gewichtsoptimierung von Flugzeugbordnetzen
– Power Management
– Zukünftige Spannungsebenen
– Schalt- und Schutzkonzepte
– Brennstoffzellen im Flugbetrieb
– Einsatz und Test von 3-D-Druckbauteilen für elektrische Systeme
Projekte zu den Themengruppen
- Ausgestaltung robuster und sicherer Regelungssysteme zur Vermeidung ungewollter Inselnetzbildung (dena-Studie)
- Verbundprojekt „NetzHarmonie“: Optimierte Effizienz und Netzverträglichkeit bei der Integration von Erzeugungsanlagen aus Oberschwingungssicht,
Verbundvorhaben mit 20 Projektpartnern, gefördert von Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie Bundesministerium für Bildung und Forschung - Anforderungen an das Stromnetz durch Elektromobilität, insbesondere Elektrobusse, in Hamburg (Metastudie Elektromobilität)
- Inselnetzerkennung in Niederspannungsnetzen (FFN-Studie)
- Untersuchung der Auswirkungen der Integration von dezentralen Erzeugungsanlagen in den verschiedenen Spannungsebenen auf den koordinierten Geräte- und Anlagenschutz
Kooperationspartner: DEHN SE + Co KG - Autarke Notstromversorgung der Bevölkerung unterhalb der KRITIS-Schwelle
Kooperationspartner: Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe - EEG-Monitoring
Kooperationspartner: IE Leipzig, BioConsult SH, Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit - Einfluss von Netzasymmetrien und Harmonischen bei doppelt gespeisten Asynchrongeneratoren von Windenergieanlagen
- Modellbildung von Windenergieanlagen und ihrer Netzkopplung
- Prüfstände zur Optimierung der Netzintegration von Windenergieanlagen (Windenergieanlagentechnik)
- Netzverträglichkeitsmessung an einer 5-MW-Windenergieanlage für den Offshore-Bereich
- EU-Projekt „CRETA“ (Entwicklung eines Curriculums für Erneuerbare Energien an Universitäten in Zentralasien),
Internationale Zusammenarbeit zur Schaffung neuer Studiengänge im Bereich erneuerbarer Energien
- Verbundvorhaben: New 4.0 Norddeutsche Energiewende; Teilvorhaben: Bestimmung der Netzimpedanz in Mittel- und Hochspannungsnetzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien,
2016-2020, 60 Partner, Förderung durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - Verbundprojekt „NetzHarmonie“: Optimierte Effizienz und Netzverträglichkeit bei der Integration von Erzeugungsanlagen aus Oberschwingungssicht,
Verbundvorhaben mit 20 Projektpartnern, gefördert von Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie Bundesministerium für Bildung und Forschung - Identifikation der Netzimpedanz auf der Mittelspannungsebene:
BMU-Projekt „Entwicklung eines Messgerätes zur Bestimmung der zeit- und frequenzabhängigen Netzimpedanz auf der Mittelspannungsebene“
Kooperationspartner: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit - Identifikation der Netzimpedanz auf der Hochspannungsebene:
BMWi-Projekt „Entwicklung eines Messgeräts zur Bestimmung der frequenzabhängigen Netzimpedanz auf der Hochspannungsebene bis 110 kV zur Bewertung der Verfügbarkeit von Netzkapazitäten als Systemgröße zur Dimensionierung von Energiespeichern“
Kooperationspartner: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit
- Wissenschaftliche Begleitforschung zum Aufbau von Ladeinfrastrukturen auf Busbetriebshöfen
Fördergeber: Bundesministerium für Verkehr und digitale lnfrastruktur - Anforderungen an das Stromnetz durch Elektromobilität, insbesondere Elektrobusse, in Hamburg (Metastudie Elektromobilität)
- Netzspeicherkonzepte durch Integration von Elektromobilität
- Messprogramm an hochschuleigenen Elektrofahrzeugen
- Electrify Buildings for EVs (ELBE)
- StBZuEL – Entwicklung und Test von elektrisch steuerbaren Membraneinheiten in Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen (PEMFC) und Elektrolyseuren mit interner Methanisierung im Auslasskanal
Teilprojekt: Technische Entwicklung und Test von elektrisch steuerbaren Membraneinheiten in PEM Brennstoffzellen - StBZuEL – Entwicklung und Test von elektrisch steuerbaren Membraneinheiten in Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen (PEMFC) und Elektrolyseuren mit interner Methanisierung im Auslasskanal
Teilprojekt: Technische Entwicklung der internen Methanisierung im Gasauslasskanal - EU-Projekt stoRE: „Bereitstellung von Energiespeichern zur Gewährleistung eines hohen Anteils an zeitlich schwankender Energie aus erneuerbaren Energiequellen“
- Konzepte für die Errichtung von Pumpspeicherkraftwerken in ehemaligen Tagebaustrukturen
- Zukunftswerkstadt: Identifikation, Analyse und Bewertung des energetischen Potentials der Verbrauchersteuerung sowie der dezentralen und virtuellen Energiespeicherung
Kooperationspartner: Stadtwerke Norderstedt - EnERgioN – Erneuerbare Energien in der Region Nord,
Teilprojekt: Steuerung von virtuellen Kraftwerken mit technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Aspekten - EnERgioN – Erneuerbare Energien in der Region Nord,
Teilprojekt: Nutzung der Bundeswasserstraßen als Energiespeicher
- Leuchtturmprojekt 1 „Kabinentechnologie und multifunktionale Brennstoffzelle“ im Spitzencluster Luftfahrtstandort Metropolregion Hamburg
- Teilprojekt: Architekturkonzepte für die Stromversorgung in der Flugzeugkabine,
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH- Thema 1: Innovative elektrische Flugzeugkabinennetze für eine optimierte Bordnetzversorgung
- Thema 2: Optimierte Kabinenenergieversorgung in modernen Verkehrsflugzeugen durch den Einsatz höherer Gleichspannungsebenen
- Teilprojekt: Konzeptanalyse einer elektrischen Integration von Brennstoffzellen in modernen Verkehrsflugzeugen,
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH
- Teilprojekt: Architekturkonzepte für die Stromversorgung in der Flugzeugkabine,
- Intelligente Schaltungsknoten zur Lastsymmetrierung im Bordnetz von Verkehrsflugzeugen (ACAPONE)
Kooperationspartner: EADS / Airbus Operations GmbH - Flexible, energieeffiziente Kabinenversorgung – Entwicklung einer flexiblen Stromversorgungsarchitektur mit intelligenten Schaltungsknoten für die Flugzeugkabine (FlexKab)
Kooperationspartner: EADS / Airbus Operations GmbH - Entwicklung einer Secondary Power Distribution Box
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH - Entwicklung eines Prüfstands für die zukünftige elektrische Kabinenenergieversorgung in Flugzeugen
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH - Entwicklung eines Demonstrators für Lastmanagement-Systeme
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH - Erstellung einer iPad-Applikation zur Demonstratorsteuerung
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH - Messungen in intelligenten Flugzeugbordnetzen
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH - Load Balancing
Kooperationspartner: Airbus Group Innovation - Vermaschte Netze im Kabinen- und Frachtraumbereich
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH - 3-D-Druckbauteile zur kombinierten Nutzung für elektrische Systeme im Flugzeug
Kooperationspartner: Airbus Operations GmbH
- Optimierte Erzeugungs- und Verteilungsstrukturen für eine dezentrale Energieversorgung
- Netzregelung bei stark verteilter Energieerzeugung
- Verbesserte Einbindung von Windkraftanlagen und anderen regenerativen Energieerzeugern in das Energieversorgungsnetz
- Simulation und Optimierung von Generator-Umrichter-Konzepten zur Netzeinspeisung mit Windkraftanlagen
Netzplanung für Offshore-Windparks: Auslegung von Komponenten - Netzqualitätsmessungen (5 Netzanalysemessgeräte)
- gemeinsame Messprojekte mit Windpark- und Übertragungsnetzbetreibern
- Messprojekte an Windkraftanlagen-Prototypen in Zusammenarbeit mit Herstellern
- Mitarbeit an Hamburger Forschungskonzepten (s. Broschüre „Vision Hamburg – Responsible Growth Externer Link: Vision Hamburg – Responsible Growth “ der Freien und Hansestadt Hamburg)
- Beteiligung am „Weiterbildenden Studium Windenergietechnik und -management“ der Universität Oldenburg bzw.ForWind
- Kooperation mit dem „Haus der Technik e. V.“ in Essen im Bereich der wissenschaftlichen Weiterbildung zum Thema Windenergie
Hamburger Hochbahn AG
Verkehrsbetriebe Hamburg-Holstein GmbH
Akademie der Wissenschaften in Hamburg
Forschungsnetzwerk Energie – Stromnetze
Energieforschungsverbund Hamburg
Cluster Erneuerbare Energie Hamburg
Hamburg Aviation e.V.
Stromnetz Hamburg GmbH
Fördergesellschaft Windenergie und andere Dezentrale Energien – FGW e.V.
Energieforen Leipzig GmbH
Airbus Operations GmbH
hySOLUTIONS GmbH
Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung – ZAL GmbH
Prüfstand für Windenergieanlagen mit doppel gespeistem Asynchrongenerator (DGASM)
Prüfstand für Windenergieanlagen mit permanent erregtem Synchrongenerator (PESM)
Mittelspannungs-Netzimpedanz-Messcontainer
Wasserstoff- und Brennstoffzellenlabor
PV-Demonstrationsmodul
Hochspannungslabor
Prüfstand für PEM-Brennstoffzellen (Einzelzellenteststand)
Prüfstand für PEM-Brennstoffzellen (Stack-Initialisierungsteststand)
Internationale Zusammenarbeiten
- Prof. Dr. Janusz Bialek
20.09.2018
NEIS Keynote Speaker , IEEE Fellow, Skolkovo Institute of Science and Technology – Skoltech, www.neis-conference.com
- Delegation from Energy Sector Mongolia
11.06. 2018
- Prof. Dr.-Ing Jian Sun
21.09.2017
NEIS Keynote Speaker , Rensselaer Polytechnic Institute, USA
- Prof. PhD. Frede Blaabjerg
2017
IEEE Fellow, Aalborg University, Denmark
- Prof. Dr. Ronnie Belmans
15.09.2016
NEIS Keynote Speaker from KU Leuven, Belgium
- Munira Halimjanova, Master of Technology, Duschanbe, Tadschikistan
01.10.2015 – 30.09.2018
DAAD-Promotionsstipendium
Thema: Investigation and evaluation of the Tajik energy system
- Prof. PhD. Frede Blaabjerg
10.09.2015
NEIS Keynote Speaker, IEEE Fellow, Aalborg University, Denmark
- Delegation from Energy Authority of Mongolia
17.05. – 25.05.2012
Fortbildungsworkshops Energieeffizienzdienstleistungen bei der Erzeugung, -verteilung und –nutzung von Energie für mongolische Ingenieure und Führungskräfte
- Delegation from Energy Authority of Mongolia
06.10. – 16.10.2011
Fortbildungsworkshops für mongolische Ingenieure und Führungskräfte
- Dr. Robert Smoleński, University of Zielona Góra, Poland
18.10. – 22.10.2010
Erasmus-Austausch-Programm „LLP-Erasmus Programme, Individual teaching programme for teaching staff mobility“
Thema: Selected issues concerning conducted interferences in distributed power systems
- Dr. Robert Smoleński, University of Zielona Góra, Poland
09.02. – 13.02.2009
Erasmus-Austausch-Programm „LLP-Erasmus Programme, Individual teaching programme for teaching staff mobility“
Thema: Conducted electromagnetic interferences in systems consisting power electronic converters
- Ass. Prof. Dr. Grzegorz Benysek, University of Zielona Góra, Poland
08.11. – 12.11.2008
Erasmus-Austausch-Programm „LLP-Erasmus Programme, Individual teaching programme for teaching staff mobility“
Thema: Power electronics in Smart Electrical Energy Networks
- Dr. Przemyslaw Janik, Technical University of Wroclaw, Poland
15.07. – 15.09.2007
DAAD-Stipendium
Thema: Bestimmung der Netzrückwirkungen von Windenergieanlagen durch die Anwendung moderner Algorithmen der Signalanalyse
- Frau Leona Kolaric, Griffith University Gold Coast, Australien
03.07. – 26.09.2017
Griffith University Industrial Affiliates Program
Bachelorarbeit: Modeling and Simulation of PEM Fuel Cells
in Projekt: Inbetriebnahme eines Brennstoffzellen-Teststands
- Herr Ralf Carestia, Dartmouth College, USA
15.06. – 15.08.2017
Austauschprogramm mit dem Dartmouth College
Projekt: Analysis and evaluation of power quality measurements in Matlab and C++
- Frau Tayler Evans, Griffith University Brisbane, Australien
02.03. – 05.06.2015
Griffith University Industrial Affiliates Program
Masterarbeit: Harmonic Analysis of Wind Power Micro-Grid Systems
in Projekt: Measurement of frequency dependent grid impedance in medium and high voltage power grids
- Herr Drini Selmani, Technological Educational Institute of Athens, Griechenland
26.09.2011 – 09.04.2012:
Erasmus Stipendium
10.04.-30-09.2012:
Erasmus Praktikum
01.10.2012-15.05.2013:
Projekt: Windenergie-Prüfstand mit permanent erregtem Synchrongenerator
- Frau Munira Halimjanova, Duschanbe, Tadschikistan
13.01. – 16.04.2010
EU-Projekt TEMPUS CD_JEP-26058-2005 „Curriculum development in Renewable Energy Technologies in Central Asia Universities“ (CRETA)
Thema: Renewable Energy Sources in Tajikistan – Efficiency analysis and Filter Design
- Herr Yevgeniy Krasnikov, Pavlodar, Kasachstan
17.09. – 23.12.2009
EU-Projekt TEMPUS CD_JEP-26058-2005 „Curriculum development in Renewable Energy Technologies in Central Asia Universities“ (CRETA)
Thema: Investigation of optimal Lighting Conditions for a PV Test System
- Herr Nathan Keilar, Griffith University Brisbane, Australien
28.02. – 05.06.2009
2009 Industrial Affiliates Program
Masterarbeit: Concept to Integrate Distributed Generation into the German Power Grid Intended for Multi-Agents System Realisation
Für diese Masterarbeit wurde der IEEE Queensland Division Student Thesis Award 2009 verliehen.
- Markus Dietmannsberger, M.Sc.
01.04. – 31.05.2016 und 16.01. – 21.01.2017
Gastuniversität: Aalborg University (Faculty of Engineering and Science, Department of Energy Technology, Power Electronic Systems)
- Prof. Dr. Detlef Schulz
26.02. – 04.03.2012
Mongolei , GiZ-Projekt Energieeffizienz in der netzgebundenen Energieversorgung, Phase II, Kooperation Energiebehörde Mongolei
- Dipl.-Ing. Thomas Weiß, Dipl.-Ing. Hauke Langkowski, Dipl.-Ing. Endrik Waldhaim
17.05. – 20.05.2010
Gastuniversität: Tajik Technical University (Fakulty of Engineering, Business and Management), Dushanbe, Tajikistan
EU project TEMPUS CD_JEP-26058-2005 „Curriculum development in Renewable Energy Technologies in Central Asia Universities“ (CRETA)
Themen: Grid Impedance Determination and Grid Integration of Renewable Energies; Design of Electrical Equipment and Grid Topologies of an Offshore Wind Farm
- Prof. Dr. Detlef Schulz
08.03. – 13.03.09
Gastuniversität: Innovative University of Eurasia, Pavlodar, Kasachstan
EU project TEMPUS CD_JEP-26058-2005 „Curriculum development in Renewable Energy Technologies in Central Asia Universities“ (CRETA)
Themen: Grid integration of wind energy systems; Grid integration of photo-voltaic systems
- Prof. Dr. Detlef Schulz
05.01. – 09.01.2009
Gastuniversität: University of Zielona Góra, Poland
Erasmus-Austausch-Programm „LLP-Erasmus Programme, Individual teaching programme for teaching staff mobility“
Themen: Grid integration of wind energy systems; Measurements and laboratory equipment planning
Sonstiges Leistungsangebot:
- Durchführung wissenschaftlicher Studien
- Messtechnische Zuordnung von Netzstörungen
- Analyse von Stromausfällen / Versorgungsunterbrechungen
- Störungsmessungen mit wissenschaftlichem Charakter
- Messprogramme in sensitiven Verbraucherstrukturen
- Langzeitmessungen von Netzrückwirkungen
- Modellierung von Betriebszuständen und Fehlern in Netzen
- Wissenschaftliche Beratungsleistungen
- Erstellung von Gutachten
- Durchführung von Energietagen an Schulen
Letzte Änderung: 6. April 2020