International Future Energy Challenge 2025
Die International Future Energy Challenge (IFEC) ist ein seit 2003 vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, USA) veranstalteter internationaler Wettbewerb für Studierende. Ziel der Challenge ist die Entwicklung innovativer Energiewandlerlösungen, die aktuelle technische Herausforderungen im Bereich der Leistungselektronik und Energieumwandlung aufgreifen.
Die Aufgabe des Jahres 2025 bestand in der Entwicklung eines isolierten DC-DC-Wandlers mit besonders anspruchsvollen Spezifikationen. Vorgesehen war eine Eingangsspannung von 400 VDC, sowie eine regelbare Ausgangsspannung von 20 VDC bis 150 VDC. Der maximale Ausgangsstrom beträgt bei allen Betriebspunkten 10 A. Darüber hinaus musste der Wandler einen Wirkungsgrad von über 96 %, eine Nachregelzeit von 100 μs, eine Spannungsgenauigkeit von 0,1 %, sowie eine sehr geringe Ausgangsrippelspannung aufweisen.
Das Team der Hochschule Reutlingen, bestehend aus Daniel Bächle, Irnes Dajanovic, Wolf Hübner, Lennard Markus, Hannah Pantelmann, Johannes Schmickt und Michail Stavridis, überzeugte die Jury mit seinem zweistufigen Wandlerkonzept und erreichte im Finale in Taiwan den dritten Platz. Betreut wurde das Team von Prof. Dr. Burkhard Ulrich, der sich über die tolle Platzierung sehr freut: „Die Studierenden haben mit großem Engagement und technischem Können eine herausragende Lösung für eine sehr anspruchsvolle Aufgabenstellung erarbeitet. Der dritte Platz im Finale in Taiwan unterstreicht die internationale Wettbewerbsfähigkeit unserer Ingenieurausbildung.“
Bereits im September 2024 starteten die Studierenden mit der Bearbeitung des Projekts. Nach Abgabe eines erfolgreichen Konzeptberichts im Dezember 2024, folgte das Halbfinale auf der APEC-Konferenz in Atlanta (USA). Im Juli 2025 traten die Reutlinger schließlich beim Finale in Taiwan gegen Teams aus den USA, Polen, Serbien, Belgien, Indien und Taiwan an. Das Finale fand in den hochmodernen Laboren des Hauptsponsors der Challenge, Chroma ATE, statt.
Das entwickelte System setzt auf eine zweistufige Architektur: Die erste Stufe, der LLC-DCX, sorgt für die galvanische Trennung und die Absenkung der Spannung von 400 VDC auf 200 VDC. Es folgt die zweite Stufe des Systems, ein zweiphasiger Abwärtswandler, welcher die 200 VDC präzise auf eine Ausgangsspannung im Bereich von 20 VDC bis 150 VDC regelt. Dabei kamen neueste Siliziumkarbid-(SiC)-Leistungsschalter zum Einsatz, die durch ihre hohe Schaltgeschwindigkeit, geringe Verluste und ausgezeichnete thermische Eigenschaften entscheidend zur hohen Effizienz beitrugen.
Im Finale in Taiwan musste der Prototyp verschiedene Prüfungen durchlaufen, die seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellten. Dazu gehörten Tests mit dynamischen Strom- und Spannungssprüngen, Messungen des Wirkungsgrads über den gesamten Arbeitsbereich und der besonders anspruchsvolle Burn-in-Test, bei dem die Schaltung zehn Minuten lang unter Volllast von 1,5 kW und bei 60 °C Umgebungstemperatur weiterhin funktionieren musste. Das Reutlinger Team schnitt bei diesen anspruchsvollen Tests sehr gut ab und überzeugte damit die Jury.
Neben der technischen Leistung prägte vor allem der interkulturelle Austausch die Teilnahme. Durch gemeinsame Aktivitäten mit den internationalen Teams, wie Ausflüge zum Taipei 101 oder ins National Palace Museum, sowie vielen Gesprächen entstanden wertvolle Kontakte und neue Freundschaften.
Ein besonderer Dank gilt den Sponsoren Würth Elektronik GmbH & Co. KG, Infineon Technologies AG und der RECOM Power GmbH, die das Team durch die Bereitstellung von Bauteilen unterstützt haben. Besonders danken möchten wir außerdem dem AStA und dem Studierendenparlament (StuPa). Durch ihre finanzielle Unterstützung war es dem Team möglich, nach Taiwan zu reisen und das Projekt dort vorzustellen.
