I takt med at vi bevæger os ind i en fremtid, hvor verden bliver mere og mere afhængig af vind- og solenergi, har vi behov for, at de systemer, der høster den vedvarende energi, fungerer fejlfrit hele tiden. Derfor er det en stor gevinst at kunne forudsige levetiden af de effektelektroniske komponenter, så man kan komme eventuelle nedbrud i forkøbet. Netop den udfordring har været omdrejningspunkt for AAU-forsker Ariya Sangwongwanichs ph.d.-afhandling, som han fredag modtog Danmarks Naturvidenskabelige Akademis ph.d.-pris for.
– Det er en stor ære at modtage denne pris. Det er ikke kun en anerkendelse af mit arbejde, men det indikerer også, at folk bliver mere opmærksomme på solenergi-teknologi her i Danmark. Jeg er virkelig glad for at være en lille del af den bevægelse, som skubber denne teknologi fremad og hjælper samfundet med at blive mere bæredygtigt, siger Ariya Sangwongwanich, der er postdoc på Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet.
Ariya Sangwongwanichs arbejde fokuserer specifikt på at kunne forudsige, hvornår effektelektronik går i stykker, og det er nødvendigt for at kunne integrere solenergi i elnettet på en effektiv måde.
– Mit arbejde er fokuseret på at designe løsninger og effektelektroniske komponenter, der vil gøre integrationen af solenergi i elnettet gnidningsfri samt gøre det muligt at forudsige levetiden for de enkelte komponenter, forklarer Ariya Sangwongwanich.
Når solenergi skal integreres i elnettet kræver det effektelektronik. Effektelektronik omdanner meget simpelt den energi, som bliver lavet af for eksempel et solpanel, til noget, der kan benyttes til at sætte strøm til husholdningsmaskinerne i folks hjem. Det betyder, at hvis effektelektronikken ikke virker længere, så virker espressomaskinen heller ikke. Desværre har effektelektronik det med at bryde sammen.
En konverter til et solpanel har mere end 100 forskellige dele, der kan blive nedslidte og stoppe med at virke. Derfor vil ejere af solcelleparker meget gerne vide, hvilke dele der går i stykker og hvornår. Det kan Ariya Sangwongwanich fortælle dem.
– Det hele handler om, hvor pålideligt systemet er. Hvis du ved, hvilke dele der vil gå i stykker, og du kan estimere hvornår, kan du minimere nedetiden for systemet og også spare penge på dyre reservedele, forklarer Ariya Sangwongwanich.
For at blive mere specifik har Ariya Sangwongwanich udviklet en matematisk tilgang, der gør ham til en effektelektronisk spåmand.
Først udforsker han statistisk, hvilke effektelektroniske dele som er mest tilbøjelige til at gå i stykker. Det kan være en kontakt eller en elektrisk kondensator.
Når han har lavet en liste over top 10 kandidater, går han videre med at modellere risikoen for, at hver af de 10 komponenter går i stykker under givne betingelser. I modelleringen inkluderer han variabler som sol og varme samt det materiale, som komponenten er lavet af.
– Nogle dele har måske en lang levetid i Danmark, hvor der ikke er så meget sol om vinteren, men den samme del går måske ofte i stykker i Saudi Arabien, hvor den er på arbejde hele tiden og ved høje temperaturer det meste af året, siger Ariya Sangwongwanich.
Når Ariya Sangwongwanich til sidst har estimeret risikoen for nedbrud for hver af komponenterne, lægger han en statistisk fejlmargin hen over hans udregninger for at kunne forudsige, hvornår det er en god idé at servicere effektelektronikken.
Tilgangen til at beregne levetiden for effektelektronik har allerede fået stor interesse fra flere sider.
Firmaer, der fremstiller effektelektronik, kan bruge indsigten til at udstede garantier på deres produkter.
Firmaer, der laver solcelleanlæg, kan bruge indsigten til at lave en analyse af omkostningerne ved at bygge og vedligeholde dem. Nogle effektelektroniske dele er måske billige, men hvis de går hurtigt i stykker, kan det formentlig bedre betale sig at købe nogle dyrere fra start af.
I forbindelse med vedligeholdelse af solcelleanlæg kan den nye indsigt også bruges til at pege på de effektelektroniske dele, som man skal holde et ekstra vågens øje med.
– Mange mennesker fra både universiteterne og industrien kan benytte denne tilgang. Vi er nogle af de første til at etablere denne metode til at kigge på effektelektroniks levetid, men flere og flere kigger på det samme. Indtil videre har vi fået rigtig positiv respons, siger Ariya Sangwongwanich.
Ariya Sangwongwanich fik den 29. november overrakt ph.d.-prisen for sin afhandling “Grid-Friendly High-Reliability Photovoltaic Systems”.
Kontakt:
Ariya Sangwongwanich, postdoc på Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet, ars@et.aau.dk
