Effektelektronik klar til nye netharmoniske krav

Effektelektronik

Det globale skift til et mere CO2-neutralt teknologisk baseret energi-paradigme har øget indførelsen af netforsynede elektroniske strømforsyninger / strømomformere, der forventes at vokse i antal med en faktor 3 i perioden 2009 til 2035.

Elektroniske strømomformere (power converters, strømforsyninger) er en central komponent i en fleksibel og pålidelig omformning af elektrisk energi fra vedvarende energikilder som solenergi til opladning af elektriske køretøjer, opladning af mobiltelefoner og computere, forsyning af LED lamper og meget andet. Processen med omformning af energien involverer generering af elektriske impulssignaler i omformeren. Dette fører til uønsket emission af elektriske støj fra konverteringsprocessen, og dette kan få forsyningsnettet og dets øvrige brugere til at reagere på utilsigtede måder. 

Mens der er grænseværdier for elektrisk støj fra 150 kHz og opad gældende for alle former for netforsynede apparater, er frekvensområdet 9 kHz til 150 kHz kun reguleret i ganske få standarder. For området mellem 2 kHz og 9 kHz findes i dag ingen internationale standarder. IEC Technical Committee 77A er først nu i gang med at udvikle emissionskrav for hele frekvensområdet 2kHz til 150 kHz.

Der er observeret forstyrrelser mellem apparater på nettet ved frekvenser, hvor både strømomformere og for eksempel fjernaflæst udstyr (visse elmålere) har arbejdsfrekvenser. Når antallet af strømomformere stiger (forventet stigning på 100% i antallet af vedvarende energiprodukter frem til 2030), vil sandsynligheden for forstyrrelser mellem omformer/apparat og omformer/omformer forventeligt stige. Det er estimeret, at antallet af smart-meters i Europa vil nå omtrent 240 millioner indenfor de næste 2 år (heraf alene 2,7 millioner stk. i Danmark). Dette understreger betydningen af elektrisk støj på forsyningsnettet i frekvensområdet 9 kHz til 150 kHz.AAU-ET har identificeret støjbidrag fra forskellige funktionelle dele af en strømomformer.

Med kendskab til støjens udbredelsesmåde er det muligt at opbygge brugbare modeller og beregne kredsløbskomponenter og filter-kredsløb, der kan minimere forstyrrelse.

Målet med det aktuelle projekt er at udvikle og beskrive metode og vejledning i valg og design af en strømomformer, der som minimum kan opfylde emissionskrav i frekvensområdet 9 kHz til 150 kHz, og som kan sameksistere med et stort antal andre omformere i for eksempel et kontorområde, en husholdning eller forsyning fra samme sikringsgruppe/forsyningstavle.

Projektmål og målgruppe: Projektets målgruppe(r) kan opsummeres således:

  • Målgruppe 1: Danske firmaer, der yder konsulentbistand til eller selv udvikler design af strømforsyningsløsninger eller motorstyringer.
  • Målgruppe 2: Danske firmaer, der fremstiller eller er slutbrugere af produkter, der strømforsynes fra lavspændingsnettet (230 VAC / 400 VAC), så som industrielle motorstyringer, varme, ventilation, pumper samt generel elektronik.
  • Målgruppe 3: Danske producenter indenfor maritim- og forsvars/militær–produkter, hvor det allerede i dag kan være svært at identificere egnede strømomformere. Disse målgrupper vil også have nytte af vidensopdatering om udviklingen på standardiseringsområdet og EU-kravene netop for frekvensområdet 9kHz to 150 kHz.

Projektet søger flere partnere, der har interesse for at deltage i arbejdet. Hvis du vide mere, så tag kontakt til faglig projektleder i Inno-SE Mads Lauritsen for yderligere information.