reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© gokhan okur dreamstime.com Nauka | 29 września 2016

Transformator z PW zmieni oblicze energetyki

Inteligentny transformator, nad którym pracuje zespół pod kierunkiem dr. hab. inż. Mariusza Malinowskiego, prof. PW z Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej, pomoże oszczędzać energię i rozwiąże problem z awariami sieci.
– Do końca 2020 roku przybędzie wiele miliardów urządzeń elektronicznych, które trzeba będzie zasilać – opowiada naukowiec. – Są dwie drogi: poszukiwanie nowych źródeł albo oszczędne i rozsądne użytkowanie energii, która jest dostępna.

Prof. Malinowski skupił się obecnie na drugiej możliwości i wykorzystał rosnącą popularność tzw. inteligentnych sieci (ang. smart grids). Rozwiązanie to zakłada, że różne urządzenia elektryczne się ze sobą komunikują w celu zwiększenia efektywności energetycznej. Można więc stworzyć taką sieć, która pozwoli na dynamiczne dopasowywanie ilości energii produkowanej i użytkowanej. Stosowane dzisiaj w energetyce rozwiązania pochodzą głównie z początków XX wieku. Mamy scentralizowane miejsca wytwarzające energię i przesyłające ją na dużą odległość do odbiorców sieci elektroenergetycznych, ale jest to rozwiązanie mało oszczędne.

W sieci inteligentnej rozproszonej będzie inaczej. Komunikacja między wszystkimi urządzeniami pozwoli w sposób dynamiczny regulować zużycie energii, bo np. te, które nie będą jej potrzebować do prawidłowego działania, będą się wyłączały. – Jeśli sieć elektroenergetyczna będzie się rozwijała w takim kierunku, będzie przypominać sieć internetową, w której w sposób dynamiczny następuje wymiana informacji pomiędzy wszystkimi jej węzłami – wyjaśnia badacz z Politechniki Warszawskiej. – To oznacza, że będziemy potrzebować urządzeń działających jak routery w sieci informatycznej. Tę funkcję będzie spełniał transformator, który chcemy zbudować.

Pomoże on zapewnić odpowiednią jakość energii dla odbiorcy końcowego, a oprócz tego będzie pozwalał na wymianę informacji między wszystkimi urządzeniami elektrycznymi w danej sieci.

Koniec z wielogodzinnym brakiem prądu

– W odróżnieniu od klasycznego transformatora, nasz będzie zbudowany z elementów półprzewodnikowych sterowanych układem mikroprocesorowym z zaawansowanym algorytmem sterowania – dlatego mówimy o nim „inteligentny” – tłumaczy naukowiec z PW. – Taka konstrukcja umożliwi odpowiednie reagowanie na zaburzenia w sieci elektroenergetycznej, jak np. wyłączenia linii bądź awarie. Ten układ będzie potrafił się tak automatycznie przekonfigurować, że odbiorca w ogóle nie zauważy problemu, np. związanego z zanikiem napięcia w sieci elektroenergetycznej.

Dzięki temu zapomnimy o historiach pokazujących, jak domy, dzielnice, miejscowości czy całe regiony przez wiele godzin są pozbawione prądu z powodu burz czy wichur.

To jednak nie wszystkie zalety urządzenia opracowywanego na Politechnice Warszawskiej. –Transformator będzie mógł również integrować w łatwy sposób źródła i odbiorniki stało- i zmiennoprądowe oraz magazyny energii – mówi prof. Malinowski.

Naukowiec dodaje, że transformator będzie miał także wiele funkcji, do których współczesna energetyka nie jest jeszcze przystosowana.


Schemat sieci z wykorzystaniem klasycznego transformatora (u góry) i z wykorzystaniem inteligentnego transformatora (na dole), © Politechnika Warszawska

Od pomysłu do podboju rynku

Projekt inteligentnego transformatora został wyróżniony w pierwszej edycji programu TEAM-TECH, realizowanego przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej (FNP). Na realizację pomysłu przyznano 3,5 mln złotych. Kierownikiem projektu jest prof. Malinowski, jego zastępcą – dr inż. Sebastian Styński. Pozostali członkowie zespołu, zgodnie z zasadami programu, zostaną wyłonieni w drodze konkursu.

– Budujemy demonstrator o mniejszej mocy niż standardowe transformatory, ale w pełni odpowiadający funkcjonalności w rzeczywistej sieci – wyjaśnia prof. Malinowski. – Zbudujemy też mikrosieć, która będzie odpowiadała temu, co w normalnych warunkach dzieje się po stronie średniego i niskiego napięcia AC, magazynu energii oraz obwodu DC.

Potem pozostaje zainteresować projektem producenta, który będzie chciał stworzyć prototyp takiego transformatora, a następnie wprowadzić produkt na rynek.

Opracowana technologia inteligentnego transformatora zaoferuje także korzyści gospodarcze: większą niezawodność sieci elektroenergetycznej (dzięki większej integracji magazynów i odnawialnych źródeł energii, co zmniejsza liczbę awarii i przerw w dostawach energii), zmniejszenie zapotrzebowania szczytowego energii poprzez aktywne zarządzanie popytem konsumentów, zmniejszenie kosztów przeciążeń, przerw w dostawach prądu i zaburzeń jakości energii poprzez zwiększenie niezawodności i jakości dostaw dla konsumentów.

Na razie takie urządzenia nie są stosowane w przemyśle. Nad tego typu technologią pracują jednak wiodące ośrodki naukowe: w Zurychu i Kilonii.

Energetyczna przyszłość

Co z wizją automatycznie włączających/wyłączających się urządzeń elektrycznych (co nie tylko ułatwia nam życie, ale też pozwala zaoszczędzić energię)? – Zmierzamy do tego, że każde urządzenie będzie podłączone do Internetu i przy pomocy np. smartfona będzie można w sposób łatwy i elastyczny ustawić sobie profil użytkowania energii w domu, np. na oszczędny – mówi prof. Malinowski. – Daje to możliwość wprowadzenia dynamicznych taryf energetycznych, dających również możliwość kontrolowania niektórych urządzeń w naszych domach przez zakłady energetyczne, co umożliwia w łatwy sposób dopasowanie ilości produkowanej i użytkowanej energii elektrycznej.

Takie zabiegi mogą być świetnym rozwiązaniem dla tych, którzy zapominają o wyłączaniu sprzętów lub nie przywiązują wagi do tego, że każde podłączone do prądu urządzenie pobiera energię. – Wprawdzie w domach zakładane są inteligentne liczniki energii elektrycznej, ale to za mało – uważa prof. Malinowski. – Trzeba iść o krok dalej. Wiek XXI będzie wiekiem energii a opracowywany na PW transformator to projekt na miarę takiego wyzwania.

Źródło: Biuro ds. Promocji i Informacji Politechniki Warszawskiej

Komentarze

Zauważ proszę, że komentarze krytyczne są jak najbardziej pożądane, zachęcamy do ich zamieszczania i dalszej dyskusji. Jednak komentarze obraźliwe, rasistowskie czy homofobiczne nie są przez nas akceptowane. Tego typu komentarze będą przez nas usuwane.
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
November 29 2016 16:13 V7.6.2-1