Forschungsprojekt zu druckneutralen Hochspannungsanlagen

Forscherinnen und Forscher der Hochschule RheinMain entwickeln ein innovatives System für druckneutrale Hochspannungsanlagen unter Wasser, das ohne mechanische Schaltkontakte auskommt. In dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten interdisziplinären Projekt kooperiert die Hochschule RheinMain mit der Universität Rostock sowie den Firmen FormLED GmbH aus Karlsruhe und HVP High Voltage Products GmbH aus Martinsried. Zielsetzung des Projekts ist die Entwicklung eines Spannungswandlers für Versorgungskabel für Tiefsee-Rover und –Roboter, die in bis zu 6.000 Meter Wassertiefe und damit bei einem Druck von bis zu 600 bar operieren. Denkbare Anwendungsgebiete sind hier etwa die Meeresforschung, die Gewinnung von seltenen Ressourcen oder die Verlegung von Tiefseekabeln. Entstanden ist das Forschungsprojekt aus INNOVATION LABS – einem Teilvorhaben des Transferprojekts IMPACT RheinMain.

Anwendungsorientierte Grundlagenforschung

Der innovative Ansatz druckneutraler Hochspannungsversorgung zur Versorgung von ferngesteuerten Fahrzeugen oder autonomen Unterwasserfahrzeugen in großen Tiefen wird bislang noch nicht in der Praxis angewendet, die Forscherinnen und Forscher der Hochschule RheinMain bewegen sich hier also im Bereich der anwendungsorientierten Grundlagenforschung. Dennoch sind sie von ihrem Konzept überzeugt: „Ziel unserer Forschung ist die Versorgung von Tiefsee-Rovern über dünne und flexible Hochspannungsleitungen, die viele Vorteile bietet. Denn aktuelle Lösungen arbeiten entweder mit Batterien, die nur eine kurze Einsatzzeit ermöglichen, oder wiesen aufgrund der niedrigen Versorgungsspannung hohe Übertragungsverluste auf“, erklärt Prof. Dr. Wilfried Attenberger, Professor für Leistungselektronik und elektrische Antriebe an der Hochschule RheinMain.

Aufwendige Leistungselektronik notwendig

Diese hohen Versorgungsspannungen von bis zu 60.000 Volt müssen dann über eine aufwendige Leistungselektronik in mehreren Stufen auf 110 Volt transformiert werden. Dabei ist die im Projekt konzipierte Elektronik komplett druckneutral. Das heißt, die von den Forscherinnen und Forschern entwickelten Boards und Platinen arbeiten unter Umgebungsdruck und müssen nicht aufwendig abgeschirmt werden. Das spart nicht nur wertvollen Platz (sogenanntes „Packaging“), sondern ist auch deutlich kosteneffizienter als herkömmliche Lösungen. Die Kombination von hohen Spannungen und druckneutralem Aufbau ist weltweit einzigartig.