Výzkum pro budoucnost na VUT - CVOZE
Centrum výzkumu a využití obnovitelných zdrojů energie (CVVOZE) je výzkumným pracovištěm Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií Vysokého učení technického v Brně. Na jeho realizaci se podílí čtyři odborné ústavy: Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky, Ústav automatizace a měřicí techniky, Ústav elektrotechnologie a Ústav elektroenergetiky.
Svými odbornými kapacitami a vybavením pokrývá celé spektrum disciplín v oblasti elektrotechniky (elektrochemie, elektromechanika, elektrotechnologie, elektroenergetika) zejména, ale ne výhradně, ve vazbě na aktuální téma obnovitelných zdrojů energie a jejich efektivního využívání ve výrobě, dopravě a energetice.
Centrum navazuje na dlouholetou tradici výzkumu a vývoje pod hlavičkou fakulty a aspiruje na to stát se respektovanou institucí evropského významu.
Budování infrastruktury CVVOZE bylo zahájeno 1.5.2010 a zahájení pilotního provozu je plánováno na 1.1.2013.
Výzkumné programy:
Elektromechanická přeměna energie
Cílem výzkumného programu je řešení problémů optimalizace stávajících a vývoj a optimalizace nových pohonných systémů, a to v oblasti elektrických strojů, elektrických přístrojů, výkonové a řídicí elektroniky, systémů řízení a autonomních zdrojů elektrické energie. V oblasti elektrických strojů pro ekologickou dopravu je vývoj zaměřen především na zvýšení účinnosti stávajících strojů a vývoj strojů nové koncepce.
Z těchto nových, perspektivních strojů jsou to především stroje s permanentními magnety s radiálním nebo axiálním magnetickým tokem. V oblasti řízení pohonů bude kladen důraz na využití moderních typů signálových procesorů. Samostatnou a důležitou problematikou v automobilovém průmyslu bude vývoj senzorů elektrických a neelektrických veličin.
Základní zaměření:
-
Aplikovaný výzkum v oblasti elektromechanické přeměny energie.
-
Návaznost na stávající dlouhodobou spolupráci s průmyslovými podniky.
-
Kolaborativní a smluvní výzkum s dalšími podniky zabývajícími se výrobou strojů a zařízení na bázi elektromechanické přeměny energie.
-
Výzkum a vývoj nových typů senzorů pro aplikační oblasti.
-
Výzkum, vývoj a implementace energeticky optimálních algoritmů pro tento i oba další výzkumné programy Centra.
Očekávané výstupy výzkumného programu:
-
Nové, optimalizované typy elektrických strojů a jejich řídicích systémů pro použití především v ekologické dopravě.
-
Optimalizace synchronních motorů s permanentními magnety s cílem zlepšení jejich vlastností.
-
Optimalizace asynchronních motorů s cílem zlepšení účinnosti.
-
Spojení speciálních softwarových prostředků využívajících evoluční algoritmy se stávajícími softwarovými prostředky pro rutinní návrhy elektrických strojů.
-
Využití neceločíselných modelů elektrických strojů a regulátorů v elektrických pohonech.
Chemické a fotovoltaické zdroje energie
Cílem výzkumného programu je výzkum a vývoj nových materiálů a nových koncepcí pro elektrochemické zdroje proudu a funkčních vrstev pro oblast solárních prvků. Budou ověřeny nejenom parametry nových systémů, ale i životnosti zjištěné na funkčních vzorcích, popř. prototypech. Budou navrženy technologické postupy jejich přípravy. Toto bude podkladem pro zadání nabídkového řízení u potenciálních dodavatelů pro budoucího výrobce. Výzkumná a vývojová činnost bude založena zejména na vlastních projektech, pracovníci tohoto výzkumného programu se však budou podílet i na řešení projektů ostatních výzkumných programů, případně komplexních projektů výzkumného Centra ve spolupráci s průmyslovými partnery.
Základní zaměření:
-
Výzkum a vývoj elektrochemických zdrojů proudu a jejich aplikací s cílem zvýšení elektrochemické účinnosti, využitelnosti jako zdrojů pro mobilní prostředky, pro akumulaci energie z nekonvenčních zdrojů apod.
-
Výzkum, vývoj a optimalizace fotovoltaických článků a systémů se zaměřením na zvýšení účinnosti, spolehlivosti a zlevnění jejich výroby.
Očekávané výstupy
-
Zdroje pro elektrické pohony včetně optimalizace a zrychlení nabíjecích procesů.
-
Nová konstrukce standardních elektrochemických systémů (na bázi olova a niklu) umožňující zrychlené nabíjení pro použití v perspektivních oblastech (použití v mobilních prostředcích, jako úložiště energie z OZE, atd.).
-
Elektrodové materiály pro moderní elektrochemické zdroje proudu vyrobené novými postupy, levnějšími způsoby výroby, s lepšími užitnými vlastnostmi (zvýšená životnost, vyšší elektrochemická účinnost, šetrné k životnímu prostředí).
-
Zvýšení bezpečnosti nových generací elektrochemických zdrojů - snížení hořlavosti, toxicity a snížení ekologických zátěží jak ve výrobě, tak následně při recyklaci použitých systémů.
-
Nové a optimalizované diagnostické metody zjišťování kvality fotovoltaických článků, panelů a systémů.
-
Nový typ fotovoltaického článku dosahující účinnosti blížící se 20%.
Výroba, přenos, distribuce a užití elektrické energie
Výzkumná a vývojová činnost je z pohledu dlouhodobého a střednědobého horizontu založena zejména na vlastních projektech základního a aplikovaného výzkumu vycházejících z vývoje oboru a ze státní energetické koncepce, z pohledu krátkodobého horizontu pak zejména na řešení přímých zadání z průmyslu v rámci smluvního výzkumu.
Základní zaměření:
-
Aplikovaný výzkum orientovaný na optimalizaci procesů a zařízení v elektroenergetice. Základními směry výzkumu a vývoje v tomto programu budou:
-
Optimalizace parametrů výkonových spínacích přístrojů v oblasti zhášecích systémů včetně diagnostiky zhášecího procesu.
-
Optimalizace zařízení pro rozvod elektrické energie z obnovitelných zdrojů a SmartGrids.
-
Kvalita elektrické energie a EMC v napájecích systémech.
-
Zvyšování účinnosti elektrických zařízení sloužících pro osvětlení, vytápění a chlazení.
-
Zvyšování spolehlivosti a bezpečnosti napájecích systémů.
Očekávané výstupy
-
Nová zařízení sloužící v rozvodu elektrické energie se zlepšenými energeticko-ekologickými parametry.
-
Nové metodiky, doporučení a modely pro řízení energetických napájecích systémů s obnovitelnými zdroji.
-
Nové konstrukce hlavních funkčních celků výkonových spínacích přístrojů, které se budou vyznačovat menší propuštěnou energií a vyšší omezovací schopností.
-
Zvýšení spolehlivosti dodávky elektrické energie a bezpečnosti elektrických sítí.
-
Vytvoření komplexních optimalizačních modelů, které umožní vytvoření nových algoritmů řízení kogenerativních a trigenerativních zdrojů energie s cílem snížení energetické náročnosti celého systému.
-
Nové metody a algoritmy pro řízení malých i velkých energetických celků, v souladu s vizí SmartGrids (optimalizace celkových nákladů, celkové spotřebované energie a maximální využití obnovitelných zdrojů energie).
-
Nové metodiky a prostředky pro měření, hodnocení a zlepšování kvality elektrické energie.
-
Podrobná analýza materiálů a změn jejich vlastností, vyvolanými jak stárnutím izolace, tak i změnami elektrických veličin s tím souvisejících.
-
Podrobná analýza poruch v napájecích systémech, nové algoritmy a systémy chránění.
ZDROJ:http://www.vutbr.cz/vyzkum-a-vyvoj/centra-vyzkumu, CVOZE