在自给自足的能源供应中，用于发电和储能的组件在内部以直流电（DC）运行。然而，它们是通过交流电（AC）耦合的。必要的整流和交流方向会产生损耗，因此没有必要。直流/直流转换器能更有效地平衡元件的电平，目前弗劳恩霍夫 IEE 项目 MarrakEsH 正在开发这种转换器。
过去，各个部门之间曾经存在着明确的划分：一些部门是消费者，而另一些部门是生产能源的。这种僵化分类的解体是全电气时代带来的一个令人振奋的变化。未来，能源的储存、生产和消费将涉及所有领域，这意味着分散式解决方案将成为关键。例如，建筑部门目前正在开展这项工作。
基于可再生能源的能源供应系统通常由光伏系统、电池和与传统电网的连接组成。后者在光伏系统不供电、电池容量耗尽时提供能量。在基于可再生能源的自给自足系统中，最好是将用于制氢的电解槽和利用氢气发电的燃料电池组合起来，以取代电网连接。
该领域所有系统的关键在于，元件在内部以直流电运行。然而，到目前为止，这些系统一直是通过交流电连接的方式相互连接的。
这意味着系统内的电力必须始终通过逆变器进行管理。此外，每个逆变器之前都有一个直流/直流转换器，将直流电压调至合适的水平。
由于整流器和逆变器都有特定的效率范围，因此会造成能量损失。这些组件也是造成此类解决方案价格昂贵的原因。通过直流/直流转换器直接连接组件，只在通往消费者的线路上安装一个逆变器，效率会高得多。这意味着组件之间的电能交换无需转换，效率更高，同时还能节省昂贵的组件。
自给自足的能源供应：传统/化石能源（左）和 MarrakEsH 项目方法（右）/资料来源：弗劳恩霍夫能源与环境研究所（Frahofer IEE）：弗劳恩霍夫能源与环境研究所
由联邦经济和气候保护部（BMWK）资助的 "利用 H2 技术的模块化、再生和自给自足能源供应项目"（MarrakEsH）致力于这一方法的研究，该项目有六个合作伙伴参与：GKN HYDROGEN GmbH、Proton Motor Fuel Cell GmbH、Würth Elektronik eiSos GmbH & Co.KG, Infineon Technologies AG, Bonn-Rhein-Sieg University of Applied Sciences (H-BRS) and the Fraunhofer Institute for Energy Economics and Energy System Technology (Fraunhofer IEE) have all teamed up.
合作的重点之一是开发基于现代氮化镓功率半导体的 DC/DC 转换器，其开关频率可达 2 MHz。
GKN HYDROGEN 公司正在开发整个系统，此外还在开发一种新型的基于金属氢化物的储氢装置，旨在以更低的成本提供更高的储氢能力。此外，基于金属氢化物的储氢系统可以在更高的工作温度下更有效地排出氢气。质子马达燃料电池公司（Proton Motor Fuel Cell）为该项目提供的最新一代燃料电池与这一储存装置相得益彰。燃料电池的热损耗用于溶解氢气储存罐中金属氢化物中的氢气。
与此同时，项目的系统定义阶段已经完成，子系统也已全部描述完毕。在 IEE，我们正与莱茵锡格应用科学大学合作研究 MMPU（模块化多端口转换器）的拓扑结构。
Daniel Haake
弗劳恩霍夫 IEE 研究所，电力转换器和电力驱动系统部
H-BRS 参与了该项目，并做出了两项贡献：一方面，正在开发一种灵活、智能的能源管理系统，该系统可优化控制发电机、储能系统和用户之间的能源流，并确保有效利用系统余热。其次，H-BRS 正在开发一个 DC/DC 转换器的实验室模型，连接能源发电机和储能装置。Fraunhofer IEE 的电动交通和电气基础设施教授 Marco Jung 博士评论道："由于在早期就开发和研究了初始比例实验室样品，我们能够分析和评估兆赫范围内开关频率所带来的挑战和影响。这些测试结果将直接纳入相应的演示中"。
该演示器目前正由 Fraunhofer IEE 负责开发。它的开关频率高达 2 MHz，是将燃料电池和电解槽连接到自给自足能源供应系统的接口。由于开关频率非常高，因此可以实现非常紧凑的 DC/DC 转换器。
Würth Elektronik eiSos 提供必要的磁性元件。英飞凌科技公司负责协调该项目，并提供电力电子转换器所需的高性能控制器硬件以及由硅和氮化镓制成的功率晶体管。在该项目范围内，正在开发和调整控制器固件，以使转换器能够在高达 2 MHz 的开关频率下运行。
