SuperGrid Institute responde a las demandas energeticas y climaticas con las soluciones multifisicas de Ansys

Como instituto independiente de investigación e innovación con sede en Francia, el Instituto SuperGrid se dedica a desarrollar tecnologías y servicios para la superred, la red de transmisión de electricidad del futuro, que utiliza corriente continua (CC) y corriente alterna (CA) a voltajes muy altos. Los sistemas electrónicos de potencia son impulsores clave para la integración de grandes cantidades de energía renovable inyectada en el sistema de transmisión y, por lo tanto, un enfoque principal en SuperGrid Institute.

Un uso común de la energía de CC son las estaciones de recarga de vehículos eléctricos. Se necesitan convertidores de potencia innovadores y esfuerzos de investigación para desarrollar soluciones rentables para integrar estas estaciones en la red. SuperGrid Institute propone una estructura de red de corriente continua de voltaje medio (MVDC) en respuesta a estos desafíos y ofrece estudios de red y soluciones tecnológicas relacionadas desarrolladas con socios industriales.

Aumenta la demanda de convertidores electrónicos de potencia

Los requisitos de energía están cambiando rápidamente, con una demanda cada vez mayor de soluciones innovadoras capaces de integrar fuentes de energía renovables, admitir cargadores de CC de vehículos eléctricos (EV), pero también centros de datos, transporte eléctrico, electrolizadores, etc. En respuesta al requisito de reducir drásticamente reducir las emisiones de CO2 a nivel mundial, las redes eléctricas MVDC son la solución propuesta por el Instituto SuperGrid. El programa de electrónica de potencia del SuperGrid Institute desarrolla soluciones de conversión de potencia basadas en estudios técnicos y económicos a nivel de sistemas y valida topologías de convertidores de potencia para sistemas MVDC.

Con el cambio climático y la creciente popularidad de los vehículos eléctricos, aumentando la demanda en las redes existentes, los convertidores de energía son esenciales para distribuir energía limpia a costos más bajos. La mayoría de las formas de energía renovable, como la energía solar y la eólica, también son formas de generación basada en la electrónica de potencia. Estas fuentes de energías renovables intermitentes y de baja inercia requieren sistemas electrónicos de potencia rápidos y controlables para un funcionamiento seguro.

La conversión de energía requiere de simulación multifísica

Debido a que la red eléctrica se diseñó hace más de un siglo, es un desafío mantener la estabilidad mientras se acomodan tantos dispositivos electrónicos de potencia. Es crucial que los convertidores estén integrados e interactúen con la red correctamente para que, ya sea que 15 o 50 personas carguen con CC simultáneamente, la red pueda suministrar energía por igual a todos.

El Instituto SuperGrid se dio cuenta rápidamente de que necesitaban una plataforma multifísica para respaldar las estructuras complejas dentro de los convertidores, incluidas las limitaciones mecánicas internas y los desafíos térmicos relacionados con la densidad de potencia. Los ingenieros también tuvieron que tener en cuenta las diferencias electromagnéticas relacionadas con el comportamiento de alta frecuencia de los semiconductores dentro de los sistemas y obtener un intercambio de datos continuo entre estas variables para realizar la reducción del modelo con precisión y éxito. Más importante aún, SuperGrid Institute tuvo que fusionar los resultados de la simulación con modelos de enfoque de sistema para probar varios conceptos en un corto período de tiempo y determinar cuál implementar en escenarios de la vida real.

Para satisfacer sus necesidades, SuperGrid Institute utiliza productos Ansys en conjunto, incluidos Ansys Q3D Extractor, Ansys Twin Builder, Ansys Maxwell, y Ansys Icepak. La capacidad de exportar los resultados de Q3D Extractor directamente a Twin Builder o combinar los resultados de Maxwell con Icepak para realizar una simulación termoeléctrica son ventajas valiosas del uso del flujo de trabajo de Ansys.

“Ahora, el modelado multifísico está integrado en la cultura de diseño del Instituto SuperGrid”, dice Benhur Zolett, ingeniero de I+D de Power Electronics en el Instituto SuperGrid. «El mayor beneficio para SuperGrid Institute de usar el software Ansys es la capacidad de probar muchos conceptos en un corto período de tiempo y ver cuáles queremos implementar».

Ansys ofrece una plataforma intuitiva y unificada para proporcionar al equipo del Instituto SuperGrid las mejores soluciones para sus necesidades de ingeniería. Para obtener más información sobre SuperGrid Institute y cómo utiliza la simulación de Ansys, contacta con nosotros.