DC-KORE

DC-KORE ist ein internationales Joint-R&D-Projekt zwischen Deutschland und Südkorea, in dem Fraunhofer ISIT als zentraler europäischer Forschungspartner agiert. Die Kooperation basiert auf einem Memorandum of Understanding (MOU) zwischen Fraunhofer, vertreten durch die Institute ISIT und IML, und der Korea Technology and Information Promotion Agency for SMEs (TIPA). Ziel dieser Vereinbarung ist der langfristige technologische Austausch und die gemeinsame Forschung in Zukunftsfeldern wie Leistungselektronik, fortschrittlicher Fertigung und digitaler Systementwicklung, um insbesondere KMU und Start-ups bei ihrer internationalen Skalierung zu unterstützen.

Umgesetzt wird DC-KORE im Rahmen der „Jeonnam Direct Current Industry Global Innovation Special Zone“, einer Initiative des koreanischen Ministeriums für kleine und mittlere Unternehmen und Start-ups (MSS). Innerhalb eines globalen F&E-Strangs arbeitet das Fraunhofer ISIT mit sechs Industrieunternehmen, sowie dem Green Energy Institute (GEI) zusammen. Die Aktivitäten bündeln sich in acht Projekten, die drei übergeordnete technologische Säulen adressieren: hocheffiziente DC-DC-Wandler, Mittelspannungs-DC-Leistungsschalter sowie Simulations- und Echtzeittestmethoden für moderne Stromnetze.

Ein leistungsfähiges DC-Netz steht und fällt mit der Effizienz seiner DC-DC-Wandler. Diese verbinden Energiequellen, Speicher und Verbraucher über unterschiedliche Spannungsebenen hinweg. In drei Projekten werden galvanisch getrennte Wandlerkonzepte untersucht, die eine flexible und effiziente Energieübertragung ermöglichen. Ein Alleinstellungsmerkmal ist der Fokus auf Multiport-DC-DC-Wandler, über die mehrere Energiequellen und Speicherinnerhalb einer einzigen Plattform integriert werden können. Ergänzend werden modulare Serien- und Parallelschaltungen untersucht, um Leistung zu skalieren und die Systemrobustheit zu erhöhen. Digitale Zwillinge, wie sie in einem Projekt entwickelt werden, ermöglichen zudem eine datenbasierte Effizienzoptimierung bereits im Entwicklungsstadium.

Während DC-DC-Wandler die Energieflüsse steuern, sind schnelle und zuverlässige Schutzmechanismen entscheidend für den sicheren Netzbetrieb. Gerade im Mittelspannungsbereich steigen Fehlerströme extrem schnell an. In Zusammenarbeit werden MVDC-Leistungsschalter mit Mehrfachunterbrechungspunkten entwickelt. Der Schwerpunkt liegt dabei nicht nur auf der Hardware, sondern auf der Bewertung und Demonstration der Schalterleistung. Das ISIT bringt seine Expertise in standardsnahen Testmethoden, simulationsgestützten Bewertungsansätzen und der Definition reproduzierbarer Prüfaufbauten ein. So entstehen belastbare Grundlagen für zukünftige Normen und industrielle Anwendungen.

Die dritte Säule von DC-KORE widmet sich der Systemebene. Moderne LVDC- und AC/DC-Hybridnetze sind hochkomplex und können nicht ohne umfassende Vorabtests in Betrieb genommen werden. Gemeinsam mit den Partnerunternehmen entwickelt das Fraunhofer ISIT detaillierte Simulationsmodelle für verteilte LVDC-Systeme, hybride Ladeinfrastrukturen, sowie intelligente Transformatoren in vermaschten AC/DC-Netzen. Diese Modelle werden in Echtzeit- und Hardware-in-the-Loop (HiL) Umgebungen überführt, sodass Regelungen, Schutzkonzepte und Netzinteraktionen unter realistischen Betriebs- und Fehlerszenarien getestet werden können. Dadurch lassen sich Entwicklungszeiten verkürzen, Risiken minimieren und Innovationen schneller in die Praxis überführen.

Mit DC-KORE leistet das Fraunhofer ISIT einen wichtigen Beitrag zur internationalen Entwicklung von Gleichstromtechnologien. Die enge Verzahnung von Grundlagenforschung, industrieller Anwendung und internationaler Zusammenarbeit stärkt nicht nur den Technologietransfer, sondern positioniert DC-Netze als zentralen Baustein für eine nachhaltige, resiliente und global vernetzte Energiezukunft.