Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Effektelektronik og vedvarende energi
Torben N. Matzen
Status
Effektelektronik
PowerCon A/S, Fabriksvej 6, Gate 9, DK-9560 Hadsund
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
23. maj 2014
Agenda
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
1
Vedvarende Energikilder
2
Status
3
Effektelektronik
Hardware
Software
4
Perspektiver
5
Udfordringer
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Torben N. Matzen - PowerCon
2/14
Vedvarende Energikilder
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Sol - Primær vedvarende energikilde
Vind
Biomasse
Vandkraft
Bølge energi
M˚
anens p˚
avirkning
Tidevand
Udfordringer
(Geotermi, Jordens indre varme)
(Kernekraft)
Torben N. Matzen - PowerCon
3/14
Solenergi - den primære energikilde
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Teknologi
Solcelle
Solfanger
Produkt
El, DC 20V - 40V
Varme, 50◦ C - 100◦ C
Energimængde
150 kWh/m2 /˚
ar
550 kWh/m2 /˚
ar
Solceller kan serieforbindes for at øge spændingsniveauet ,
Solfangere kan ikke “serieforbindes” for at øge
temperaturen /
Solen opvarmer luften og giver vind, bølger samt biomasse.
Torben N. Matzen - PowerCon
4/14
Vind
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Teknologi
Vindmølle
Vindmølle
Vindmølle
Produkt
Mekanisk, 5rpm - 250rpm
Varme
El, AC 0, 4kV - 60kV
Energimængde
1650 kWh/m2 /˚
ar*
Vestas V164 Offshore, 8.0MW, 35 GWh/˚
ar, Ø = 164m
*
Bestrøget areal
Torben N. Matzen - PowerCon
5/14
Biomasse
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Teknologi
Mark afgrøde
Vand afgrøde
Køer & grise
Produkt
Energipil, 1-4 ˚
ar
Alger, tang, søsalat
Gylle
Energimængde
6,4 kWh/m2 /˚
ar
Udfordringer
Energi i biomasse tørstof: 4, 7 − 5, 5 kWh/kg
Kan gemmes, transporteres og bruges efter behov!
Bæredygtig biomasse, tilførsel og forbrug følger hinanden
“Gammel” biomasse: Olie, benzin, gas bruges hurtigere
Forædling til bio-gas, bio-olie
Torben N. Matzen - PowerCon
6/14
Vandkraft
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Teknologi
Vandkraft
Pumpekraftværk
Produkt
El, AC
Energilager, el
Energimængde
0,5 kWh/m2 /˚
ar*
* Nedbør:
700 mm/˚
ar, 260m højdefald
Effekt efter behov, reversibel
Pumpspeicherkraftwerken: P = 6, 5GW, E = 37, 7GWh
Bindslev gl. elværk: P = 65kW, 323MWh/˚
ar
Torben N. Matzen - PowerCon
7/14
Bølge energi
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Teknologi
Over-topping
Punkt-flydere
Aflange-flydere
Produkt
Turbine, El
Hydraulik, Generator, El
Hydraulik, Generator, El
Energimængde
3150 kWh/m/˚
ar*
Effektpotentiale 36kW/m ved 3m bølger, og 8s periodetid
Avanceret regulering for maksimering af energi udbytte
Store og komplekse konstruktioner
* 1% af effektpotentiale
Torben N. Matzen - PowerCon
8/14
Opsummering - Status
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Teknologi
Solcelle
Solfanger
Vindmølle
Mark afgrøde
Vandkraft
Bølge energi
Produkt
El, DC 20V - 40V
Varme, 50◦ C - 100◦ C
El, AC 0, 4kV - 60kV
Energipil, 1-4 ˚
ar
El, AC 0, 4kV - 60kV
El, AC 0, 4kV - 60kV
Energimængde
150 kWh/m2 /˚
ar
550 kWh/m2 /˚
ar
1650 kWh/m2 /˚
ar
2
6,4 kWh/m /˚
ar
0,5 kWh/m2 /˚
ar
3150 kWh/m/˚
ar
Perspektiver
Udfordringer
Effektelektronik til mange vedvarende energikilder
Effektelektronik til konvertering mellem DC og AC
Effektelektronik til tilpasning af spænding og frekvens
Effektelektronik til regulering af effekt
Effektelektronik til optimering af energi udbytte
Torben N. Matzen - PowerCon
9/14
Komponenter i effektelektronik
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Typisk back-to-back konverter system til vindmøller
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Adgang og kommunikation med producenter af
komponenter
Konveterkontrol hardware og software
Torben N. Matzen - PowerCon
10/14
Software til effektelektronik
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Dedikeret kontrolplatform til konverter regulering
Baseret p˚
a open-source løsninger
Store tilpasnings muligheder, vi har fat i alle detaljer
Automatisk kodegenerering, Programmerbar HW (FPGA)
Anvendelse af dynamiske simulerings modeller til test
Automatisk test i forbindelse med “continous integration”
Torben N. Matzen - PowerCon
11/14
Perspektiver
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Større integration med energilager muligheder, eks.
batterier
Effektelektronik med flere anvendelser
Køretøjs-motorstyring
Batteri-oplader
Kræver høj integration
Udbredelse af effektelektronik indenfor transportsektoren
Til lands, vands & i luften
Udfordringer
Torben N. Matzen - PowerCon
12/14
Udfordringer
Effektelektronik
og vedvarende
energi
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
“Effektelektronik” er globalt, internationale konkurrenter
Eksisterende f˚
a store spillere p˚
a markedet
Adgang til den nyeste teknologi og viden
Mulighed for at købe nyeste typer af komponenter
Højt uddannede og specialiserede mennesker
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Torben N. Matzen - PowerCon
13/14
Tak for opmærksomheden
Effektelektronik
og vedvarende
energi
http://www.powercon.dk
http://www.powerconembedded.com
Torben N.
Matzen
Vedvarende
Energikilder
Status
Effektelektronik
Hardware
Software
Perspektiver
Udfordringer
Vestas 8,0 MW vindmølle p˚
a Testcenter Østerild
Torben N. Matzen - PowerCon
14/14