Transformator z PW zmieni oblicze energetyki

[KopalniaWiedzy.pl 357]

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.

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.

« powrót do artykułu

[thikim 119]

 

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

Hmm. Powiem szczerze nie rozumiem

Od dawna laptop się wyłącza jak nie potrzebuje energii...

Ale żeby od razu o tym informować cały świat?

 

Tę funkcję będzie spełniał transformator, który chcemy zbudować.

A dopiero chcemy...

Potem znowu chcemy:

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

 

 

zmniejszenie zapotrzebowania szczytowego energii poprzez aktywne zarządzanie popytem konsumentów

Znaczy zdalnie mnie odłączą?

 

 

Ten układ będzie potrafił się tak automatycznie przekonfigurować, że odbiorca w ogóle nie zauważy problemu, np. związanego z zanikiem napięcia w sieci elektroenergetycznej.

Oj, zauważy. No chyba że mu się w ramach aktywnego zarządzania popytem wyłączy laptopa i światło

Idea ciekawa ale jakoś tak przedstawiona mało ciekawie. No i koszty zmiany infrastruktury - olbrzymie.

Rzeczywiście można sporo osiągnąć.

Obecnie schemat jest generalnie taki że idą po kolei transformatory - linie - transformatory- linie- transformatory - linie - użytkownik.

Zmiana modelu na:

transformatory - linie- użytkownik - linie  - transformatory i linie

czyli użytkownik w środku daje możliwość zwiększenia dostępności do energii elektr. (aczkolwiek dotyczy to raczej mniejszych użytkowników bo wielcy zazwyczaj mają dwóch dostawców i dwie linie przesyłowe).

Edytowane 28 września 2016 przez thikim

[nantaniel 59]

Z tymi transformatorami jest trochęjak z samojeżdżącymi samochodami - wszystko byłoby pięknie, gdyby w jednej chwili wszystkie samochody zostały wymienione na takie samojeżdżące (i najlepiej, gdyby przy okazji na całym świecie wymalowano nowe znaki poziome). Nawet genialny transformator na nic się zda, gdy wichura zerwie jedyną linię przesyłową.

[gucio222 3]

"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" - coś takiego jest i nazywa się zasilacz impulsowy. Zastosowanie czegoś takiego na linii 110KV raczej w marzeniach. Ale pomysł jak wydobyć grant na 3,5 mln uważam za wyśmienity. Bo to dopiero początek. Po wstępnych udanych próbach na papierze można już popłynąć na szerokie wody i załatwić jakieś dofinansowanie z Eurosojuza na następne 3,5 mln ale Euro .

Edytowane 28 września 2016 przez gucio222

[Gość Astro]

coś takiego jest i nazywa się zasilacz impulsowy

 

Myślę Gucio, że nie należy mylić Politechniki Warszawskiej (PW) z modulacją szerokości impulsów (PWM).

Domyślam się, że idea podobna, acz nieco bardziej skomplikowana:

https://www.pw.edu.pl/Badania-i-nauka/Badania-Innowacje-Technologie-BIT-PW/Transformator-z-PW-zmieni-oblicze-energetyki

[thikim 119]

O żesz. A ja myślałem że to napisał jakiś dziennikarz a to strona PW...

Ale wstyd. Tak niekonkretnie pisać na stronie uczelni technicznej.

Co do zasilacza impulsowego. Są konstrukcje na kV i kW, ale to by tu raczej było niewystarczające. No i nie wiem czy terminologia nie ogranicza tu urządzeń do AC/DC.

Tu raczej potrzeba by przemiennika napięcia od strony terminologii. Co fizycznie mogłoby być nawet złożeniem zasilacza z falownikiem.

Da się zrobić jak się uprzeć. Warto jednak zastanowić się szerzej nad ekonomią. Transformator jest bierny, nie wymaga dodatkowych obwodów zasilających.

Ogólnie pomysł ma sens ale problem w nim to nie urządzenie (którego jeszcze nie zbudowali na PW, ale na świecie pewnie już coś podobnego zrobiono ) tylko biznesowe rozpropagowanie tego. Wątpię czy im to się uda. Kiedyś komuś tak.

PS. Tak sobie myślę że artykuł wygląda jak wygląda z powodu tej "biznesowości".

Edytowane 28 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

 

 

Tu raczej potrzeba by przemiennika napięcia od strony terminologii.

 

Osobiście upierałbym się jednak przy przekształtniku napięcia.

(doczytaj proszę)

[thikim 119]

O proszę:

https://library.e.abb.com/public/985a395a15c5993bc12577ba0029d6cc/ACS_5000_4128PL344-W1-pl.pdf

Przemiennik do 7 kV i 21 MW.

Do tego trzeba by tylko dodać jakieś sterowanie po IP.

 

Osobiście upierałbym się jednak przy przekształtniku napięcia

Być może masz terminologicznie rację. Musiałbym się zastanowić

Edytowane 28 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

 

 

O proszę: https://library.e.ab...PL344-W1-pl.pdf

 

Niby pięknie, ale lekcji nie odrobiłeś. Przemiennik częstotliwości i przekształtnik napięcia to niekoniecznie to samo.

 

 

 

Być może masz terminologicznie rację. Musiałbym się zastanowić

 

Polecam jakiś upgrade w kontekście "szybkości", czyli "zastanawiania się".

[thikim 119]

Masz rację. Tak to jest jak człowiek biega między gołymi dzieciakami w wannie a żoną i ściela łóżko jeszcze (upgrade tu nie pomoże )

PS. Nie jest problemem zrobienie takiego przekształtnika.

Ja bym się jednak zastanowił czy nie lepiej do zwykłego transformatora dodać jakiś układ sterujący ze sterowaniem przez IP i do tego odpowiedni komputer zarządzający. Być może byłoby taniej.

Tak czy inaczej główny problem nie jest techniczny ale biznesowy - jak to wdrożyć.

I teraz jak na stronie PW piszą że w zasadzie to oni jeszcze nie zrobili takiego inteligentnego transformatora gdzie problemem nie jest budowa tylko wdrożenie na szeroką skalę to de facto są w lesie

PS. Żona mi każe film włączyć

Edytowane 28 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

Polecam mniej biegania i pisania. Tak to jest, gdy próbujesz być na KW "znawcą" od wszystkiego.

[thikim 119]

Raczej trzeba by się trzymać św. Tomasza:

 

Panie, zachowaj mnie od zgubnego nawyku mniemania, że muszę coś powiedzieć na każdy temat i przy każdej okazji. Odbierz mi chęć prostowania każdemu jego ścieżek.

Szkoda mi nie spożytkować wielkich zasobów mądrości, jakie posiadam, ale Ty, Panie, wiesz, że chciałbym zachować do końca paru przyjaciół.

Wyzwól mój umysł od niekończącego brnięcia w szczegóły i daj mi skrzydeł, bym w lot przechodził do rzeczy.

Użycz mi chwalebnego uczucia, że czasem mogę się mylić. Zachowaj mnie dla ludzi, choć z niektórymi z nich doprawdy trudno wytrzymać

Hmm. To jest mądrość. Tylko pytanie czy takiego efektu oczekuję. Raczej nie.

Bo życie nauczyło mnie jednego: czy masz rację czy nie - wygrasz uporem

Z niektórymi wygrasz mając rację, z innymi uporem. Ważne że upór zwiększa szanse na to żeby pójść dalej

 

 

Tak to jest, gdy próbujesz być na KW "znawcą" od wszystkiego

Parę tematów wbrew pozorom omijam - chyba mnie one nie interesują.

A czy się jest znawcą czy nie, czy się myli czy nie - progres powstaje tylko w toku wysiłku umysłowego. I to jest moje motto. Zawsze do przodu, zawsze aktywnie.

BTW. Jak widzę ten tytuł:

 

Transformator z PW zmieni oblicze energetyki

To mi się nasuwa: Transformator z PW zmieni oblicze tej Ziemi (transformator którego nie ma ).

Edytowane 28 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

Hmm. To jest mądrość.

 

No patrz, a ja myślałem, że:

Gdybym też miał dar prorokowania

i znał wszystkie tajemnice,

i posiadał wszelką wiedzę,

i wszelką [możliwą] wiarę, tak iżbym góry przenosił,

a miłości bym nie miał,

byłbym niczym.

[…]

Wszystko znosi,

wszystkiemu wierzy,

we wszystkim pokłada nadzieję,

wszystko przetrzyma.

Miłość nigdy nie ustaje

 

 

 

To mi się nasuwa: Transformator z PW zmieni oblicze tej Ziemi

 

Słusznie, ale napisałbym jednak: "zmieni oblicze Ziemi. TEJ Ziemi.".

[thikim 119]

Zastanawiałem się czy tak nie napisać.

Nie skomentujesz samego artykułu?

Edytowane 29 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

 

 

Nie skomentujesz samego artykułu?

 

No ale co tu komentować? Newsa z działu promocji PW?

Nikt nie posilił się o link na jakąś profesjonalną pracę źródłową, a jak widać wszyscy doskonale się na tym znają.

Wiem, ryzykuję przeniesienie do "luźnych", ale tak prawdę powiedziawszy, wszystko wyżej to luźne komentarze…

[thikim 119]

Miałem nadzieję że chociaż Ty się posilisz. W szukaniu linków do artykułów jesteś dobry I jeśli mnie pamięć nie myli to Twoja uczelnia.

Edytowane 29 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

 

 

I jeśli mnie pamięć nie myli to Twoja uczelnia.

 

Obawiam się, że pamięć Cię nie myli, a najwyżej zawodzi, gdyż to nie moja Alma Mater. Nigdy nie byłem w jej murach.

[thikim 119]

Wybacz zatem. Kurcze, w sumie to ja byłem w jej murach. Przelotnie na polowaniu na dziewczyny jak to kiedyś miałem w zwyczaju

Zatem strzelam że UW jest Twoją almą

Edytowane 29 września 2016 przez thikim

[pogo 102]

@@thikim

Na dziewczyny na politechnice? 

[Gość Astro]

Zatem strzelam że UW jest Twoją almą

 

Strzelaj dalej. Musisz mieć niezły budżet, że tak strzelasz na oślep. Zważ jednak, że nie będę komentował każdego Twojego strzału. Ograniczę się tylko do wskazywania przypadków, gdzie będziesz twierdził, iż była "dziesiątka", a pocisk naprawdę poszedł "w niebo". Bo takie tam wiejskie gdybanie pod każdym artem jakoś mnie nie kręci.

Edytowane 30 września 2016 przez Astro

[thikim 119]

Na dziewczyny na politechnice?

No cóż. Lubiłem wyzwania i nie miałem doświadczenia.

BUW, UW, UKSW, ASP to były o wiele lepsze miejsca

Może się ktoś obrazić ale powszechne było podejście że na mojej uczelni 10 % to osoby z żeńskim PESELEM, z czego 10 % to dziewczyny. Mało było ich u nas. Trzeba było ruszać w teren

A na poważnie to z każdym rokiem chyba wszystko co się da jest bardziej sfeminizowane. Łącznie z mężczyznami Tak więc to nie jest jakiś wielki problem na uczelni technicznej. Łącznie z tymi hasłami sprzed paru lat, zdaje się coś jak: "dziewczyny na Politechniki"

BTW. Moja mama skończyła odlewnictwo na AGH.

Edytowane 30 września 2016 przez thikim

[Gość Astro]

 

 

BTW. Moja mama skończyła odlewnictwo na AGH.

 

Gratulacje.

[rs1958 6]

 

 

Zastosowanie czegoś takiego na linii 110KV raczej w marzeniach

Pomiędzy Polską a Szwecją jest działająca podmorska linia kablowa 450 kV DC, o mocy 600 MW.

Ponieważ linia jest prądu stałego, więc po obu stronach muszą być przekształtniki tyrystorowe, które sprzęgają linię 450 kV DC z siecią WN (u nas pewnie 110 lub 220 kV AC)

Da się zrobić i robi się takie urządzenia.

[Gość Astro]

Da się zrobić i robi się takie urządzenia.

 

Brawo. Nie bardzo siedzę w temacie – choć o HVDC słyszałem – ale nie wiedziałem, że wydawałoby się historyczny pojedynek Tesla kontra Edison nie tylko nie jest zakończony wiadomym wynikiem, ale wciąż ma miejsce.

Tytułem obowiązkowej lektury:

https://pl.wikipedia.org/wiki/Linia_wysokiego_napięcia_prądu_stałego

https://pl.wikipedia.org/wiki/SwePol_Link

Przykładowo, poniższa informacja robi wrażenie:

Najdłuższa linia HVDC znajduje się obecnie w Chinach, i łączy Szanghaj z hydroelektrownią Xiangjiaba (długość linii napowietrznej: 1980 km, moc: 6400 MW).

[KacperM 1]

Tak z ciekawostek w byłym ZSRR obecnie Kazachstan idzie linia o napięciu 1150 kV i mocy 5500MW z tym, że prąd zmienny. Tyle, że miała około 500km długości. Podobno straty na samym przesyle robią wrażenie

Ciekawe jakie mają na tej chińskiej linii ?

Edytowane 19 października 2016 przez KacperM