Tekst: innovationsfonden
Foto: Lars Horn
Vindenergi er i dag den hurtigst voksende vedvarende energikilde i Europa.
Et nyt, banebrydende projekt ved navn MVolt på Institut for Energiteknik ved Aalborg Universitet skal føre vindmølleindustrien ind i en ny epoke. Potentialet er så stort, at verdens førende vindmølleproducenter er gået med ind i projektet, som også er støttet af Innovationsfonden med omkring 19 mio. kroner.
I mere end 30 år har vindmølleindustrien benyttet lavspænding i vindmøllerne til produktion af strøm.
Det vil der i fremtiden blive lavet om på. I hvert fald hvis det står til professor Stig Munk-Nielsen og hans forskerteam fra Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet, der står bag forskningsprojektet.
For vindmøllerne vokser i størrelse, og når vindmøllerne har vokseværk, skal lederne i møllerne også vokse for at kunne rumme de enorme mængder strøm. Det giver derfor god mening at undersøge, hvordan vindmølleindustrien kan udvikle en ny type strømkonverter med et skalerbart effektniveau.
Mellemspænding kan være løsningen på udfordringen med de tykke ledere:
- Efter mere end 30 år med lavspænding er vi nu på vej til at hæve spændingen i møllerne med 600 procent. Vi gør simpelthen de tykke ledere tyndere ved at give vindmølleindustrien avanceret mellemspændings-teknologi baseret på 10kV halvledere, siger Stig Munk-Nielsen, professor ved Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet.
Ifølge professor Stig Munk-Nielsen kan det at gå over til mellemspænding i vindmølleindustrien nærmest sammenlignes med den revolution, det var, da man gik fra elpæren og over til LED-pæren.
Det er da også den selvsamme amerikanske virksomhed, der i tidernes morgen var med til at udviklede LED-pæren, som nu producerer de nye komponenter og konvertere, der er fundamentet i MVolt-projektet.
Projektet er direkte rettet mod at opfylde vindmølleindustriens behov for skalerbart effektniveau. De øgede vindmølleeffekter gav så høje strømme og tykke ledere, at konkurrerende virksomheder i oktober 2019 installerede en 12MW prøvemølle og skiftede fra lavspænding til mellemspænding. Testen viste positive resultater.
Hos KK Wind Solutions A/S, der er en af verdens førende leverandører af elektriske systemer til vindmøller, er der heller ikke tvivl om forskningsprojektets potentiale:
- Vi har en klar ambition om at sætte fremtidens standard for power konvertere. Det er historisk, at vi sammen - både som kolleger og konkurrenter- udpeger innovationsområder inden for platforme, modularisering og standardisering med det ene formål at forbedre vedvarende energiløsninger til hele verden, siger Henrik Fløe Mikkelsen, Vice President, Global Technology & Innovation, KK Wind Solutions A/S.
Hvis forskerteamet lykkes med at skabe en ny mellemspændings-platform, kan det reducere prisen på vindmøller. Projektet er ikke uden udfordringer.
Teknologien er ikke helt moden, og der er andre udfordringer så som omkostningsprisen, som skal overkommes. Løsningerne skal tilpasses vindmøllerne, så derfor er det unikke samarbejde mellem verdensledende projektpartnere Vestas Wind Systems, Siemens Gamesa Renewable Energy og KK Wind Solutions A/S helt afgørende for at komme i mål.
- Vi er utroligt taknemmelige for den massive støtte fra Innovationsfonden og fra de førende vindmølleproducenter, som har åbnet dørene for os. På grund af deres samarbejdsvilje og fremsynethed kan vi på effektiv vis målrette vores forskning og udvikle komponenter, der er skræddersyet direkte til producenternes vindmøller, siger Stig Munk-Nielsen.
Bliver samarbejdet mellem projektpartnerne en succes, kan forskerne på AAU skabe den rigtige løsning, som er modulær og skalerbar. En løsning, der ifølge professor Stig Munk-Nielsen vil være til glæde for industrien i mange år frem.
Om projektet
Projektdeltagerne fremstiller tilsammen årligt omkring en tredjedel af al vindmølleeffekt, installeret på verdensplan. Der er ca. 30.000 ansatte i Danmark inden for vindmøllebranchen og relaterede elselskaber (Damvad).
Investeringen fra Innovationsfonden på knapt 19 mio. kr. muliggør opbygning af nøglekomponenter og systemer: Power moduler, power konvertere og testanlæg, som skal være realiseret i løbet af fire år.
De nye halvledere er dyre nu, men forskerne på Aalborg Universitet og deres samarbejdspartnere forventer, at prisen på halvlederne er afhængig af udbredelsen. Forventningen er derfor, at prisen vil falde meget på grund af halvlederfabrikanternes massive investeringer. Netop nu pågår der en opbygning af fabrikationskapaciteten i den industri i forventningen om et stort behov for nye halvledere til elbils-industrien.
Om partnerne
Vestas Wind Systems:
Vestas er energibranchens globale partner for bæredygtige energiløsninger. Vi designer, producerer, installerer og servicerer vindmøller og bæredygtige energiløsninger overalt i verden, og har installeret 122 GW vindenergi i 82 lande, hvilket er mere end nogen anden.
Vi servicerer 108 GW vindenergi og er derved også markedslederen inden for service af vindmøller. Vores unikke installations- og servicehistorik giver os et enestående og voksende arkiv af data, der sammen med vores smart data-kompetencer gør os i stand til at analysere, forudsige og udnytte verdens vindressourcer bedre end nogen anden og derved levere markedets bedste produkter og services.
Sammen med vores kunder leverer Vestas' 25,500 medarbejdere bæredygtige energiløsninger til hele verden, der bidrager til en lys fremtid.
Siemens Gamesa:
er en førende leverandør af vindkraftløsninger til kunder over hele kloden. En vigtig aktør og innovativ pioner inden for sektoren for vedvarende energi og har installeret over 105 GW i 75 lande.
KK Wind Solutions:
Som en førende partner inden for elektromekaniske systemer hjælper vi vores kunder med at nedbringe omkostningerne og optimere vindmølleydelse.
Aalborg Universitet:
Gennem samarbejde mellem forskere, studerende og offentlige og private virksomheder udbyder vi virkelighedsnære uddannelser og skaber forskningsresultater i verdensklasse.
Kontakt
Stig Munk-Nielsen, professor ved Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet.
Tlf.: 99 40 92 42 Mail: smn@et.aau.dk
Philip Carne Kjær, Chief Specialist Electric Power Systems, Vestas Wind Systems
Tlf.: 97 30 00 00 Mail: pck@vestas.com
Steffan Hansen, Head of Technology Electrical Drivetrain, Siemens Gamesa Renewable Energy.
Tlf.: 99 42 22 22 Mail: Steffan.Hansen@siemensgamesa.com
Henrik Fløe Mikkelsen, Vice President, Global Technology & Innovation, KK Wind Solutions A/S
Tlf.: 40 28 31 99 Mail: hefmi@kkwindsolutions.com
Jens Bomholt, presse- og mediechef, Innovationsfonden
Tlf.: 61 90 50 45 Mail: jens.bomholt@innofond.dk