Itzehoe/Kiel, 18. Februar 2026 – Das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT hat im Rahmen des Projekts AC2DC-II die Feldtestphase für einen modularen Mittelspannungs-Multilevel-Stromrichter (MMC) gestartet. Am 17. Februar 2026 wurden zwei Forschungscontainer an die Technische Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) überführt und dort installiert. Die containerbasierte Infrastruktur dient bis Juli 2027 als Testumgebung für Untersuchungen unter realen Mittelspannungsbedingungen.

Die Container wurden zuvor in einem gemeinsamen Projekt von CAU und HAW Kiel zur Mittelspannungsnetzanalyse eingesetzt und werden nun für die Validierung der im Projekt AC2DC-II entwickelten Konvertertechnologie genutzt.

Das Fraunhofer ISIT entwickelt einen modularen Mittelspannungs-MMC, der als AC/DC-Kopplungseinheit für ein MVDC-Verteilnetz zum Anschluss eines Windparks ausgelegt ist. Ziel ist die Realisierung einer skalierbaren MVDC-Architektur mit hoher Regelgüte und netzunterstützenden Eigenschaften.

Die Konvertertopologie basiert auf Vollbrückensubmodulen. Jedes Submodul integriert eine dedizierte lokale Steuerplatine, dezentrale Messwerterfassung und ein individuelles Schutzsystem.

Diese dezentrale Architektur ermöglicht eine selektive Fehlerbehandlung, erhöht die Betriebssicherheit und erlaubt eine präzise Regelung auf Submodulebene.

Entwurf, Aufbau und Validierung des MMC erfolgen im Mittelspannungslabor des Fraunhofer ISIT. Dort werden unter anderem Isolationsfestigkeit, Schaltverhalten, thermisches Management sowie das dynamische Regelverhalten charakterisiert, bevor das System in die Feldtestumgebung integriert wird.

Die implementierte Regelungsarchitektur umfasst interne MMC-Regelkreise zur aktiven Spannungsbalancierung der Kondensatorzellen, Minimierung von Umwandlungsverlusten und Stabilisierung der Armenergie-Dynamik.

Darüber hinaus wurde eine netzunterstützende Regelungsstrategie realisiert, die die in den Submodulkondensatoren gespeicherte Energie gezielt zur Stabilisierung des DC-Verteilnetzes nutzt. Damit kann der Konverter aktiv zur Spannungsstützung und zur dynamischen Netzführung beitragen.

Grundlage dieser Funktionen ist eine eigens entwickelte Hauptsteuerungs- und Messplatine, die deterministische Echtzeitregelung mit hochauflösender Signalerfassung auf Mittelspannungsebene kombiniert.

„Dieser Schritt markiert den Beginn unserer Feldtests für AC2DC-II sowie einen wichtigen Meilenstein in der Weiterentwicklung unserer MVDC-Umrichtertechnologie. Mit der Installation an der CAU können wir unsere Konverterarchitektur nun unter realen Mittelspannungsbedingungen validieren“, erklärt Nidhi Bisht, Projektleiterin am Fraunhofer ISIT.

Die Feldvalidierung erfolgt in enger Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer ISIT und der Technischen Fakultät der CAU. Während das Fraunhofer ISIT die Konverterentwicklung, Regelungsarchitektur und Systemintegration verantwortet, stellt die CAU die Mittelspannungsanbindung sowie die Testinfrastruktur bereit.

Der längerfristige Betrieb der containerisierten Testumgebung ermöglicht eine kontinuierliche Performanceanalyse, dynamische Lasttests sowie eine systemische Bewertung des Gesamtsystems unter praxisnahen Betriebsbedingungen.

Das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT ist eine europäische Forschungseinrichtung mit Schwerpunkt auf Mikroelektronik, Mikrosystemtechnik und Leistungselektronik. Das Institut entwickelt Halbleiterbauelemente, modulare Stromrichtersysteme und integrierte Regelungsarchitekturen für Mittelspannungs- und Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energien.

Mit modernsten Reinraumanlagen und spezialisierten Mittelspannungslaboren verbindet das Fraunhofer ISIT Bauelementeentwicklung mit systemischer Konvertertechnologie und leistet damit einen Beitrag zur Weiterentwicklung skalierbarer MVDC- und hybrider AC/DC-Netzarchitekturen.

Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) wurde im Jahr 1665 gegründet. Mit 27.000 Studierenden und rund 3.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist sie die älteste, größte und bekannteste Universität im Land zwischen den Meeren und die einzige Volluniversität Schleswig-Holsteins. Sieben Nobelpreisträger wirkten hier. Seit 2006 nimmt die CAU erfolgreich am Exzellenzwettbewerb des Bundes und der Länder teil.