Välkommen till Elenergiteknik. Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

Transkript

1 Välkommen till Elenergiteknik Olof Samuelsson Industriell Elektroteknik och Automation

2

3 Dagens program Ämnet elenergiteknik Personliga exempel Kursen elenergiteknik Första föreläsningen

4 Vad är Elektronik? Elektroteknik? Elenergiteknik? Vindkraftverk, kärnkraftverk, solceller, kraftledningar, transformatorer, elmotorer, lampor, värmeelement, elbilar, elcyklar, högtalare

5 Vad kräver man av elenergianvändning? Att den ska vara Säker och hälsosam Ekonomisk Energieffektiv Miljövänlig Bekväm Gäller både individ och samhälle

6 Ax till limpa i bilder en karta över kursen Kraftnät = ~ Kund Kraftverk

7 Miljön viktig för utveckling av energisystem EU klimatmål % energi från förnyelsebart 40% lägre CO 2 -utsläpp än % högre effektivitet Mer förnybart, mindre annat, mindre energi totalt men mer el OK Sverige Energimyndigheten har i uppdrag att ställa om Sverige till energimässigt hållbart

8 Utvecklingstrender Energieffektivitet IET E&T Magazine, Vol 10, Issue 2, 2015 Spara el glödlampsförbud, effektiva motorer Spara energi med el värmepumpar och el(hybrid)fordon Mindre utsläpp Förnybart: Vindkraft och solel Icke-förnybart: Kärnkraft och naturgas Tillförlitlighet Minska sårbarhet för stormar och gräv ner elnätet Nationell och internationell elhandel Nya kraftledningar inom och mellan länder

9 Vad händer inom svensk elproduktion? Kärnkraft läggs ner Vind och sol ökar Våg-/tidvatten prototyper

10 Vad händer inom elanvändning? Elonroad visas för LTH-studenter (Sydsvenskan ) Elfordon och elvägar Serverhallar (Bitcoin) Internationell värmepumpboom Elmätare med kommunikation Flexibel elförbrukning Smart Grid

11 Vad händer inom elöverföring? SE1 Luleå: Export Vattenkraft SE2 Sundsvall: Export Vattenkraft Luftledningar nergrävda efter stormen Gudrun E.ON km, 12 miljarder SEK Vattenfall, km, 10 miljarder SEK Prisområden onödiga med nya Sydvästlänken? 1200 MW DC Nässjö-Hurva invigs 2018 svk.se North Sea Grid Kraftnät i Nordsjön förbinder havsbaserade vindkraftparker SE3 Stockholm: Import Kärnkraft SE4 Malmö: Import Ingen produktion

12

13 Det nya elnätet Smart Grid Utmaningar Variabel förnyelsebar elproduktion Uppvärmning och transporter belastar elnätet Medel: Gör elförbrukningen flexibel Inför lager för elektrisk energi i elnätet Automatisera med ny ICT, i elnätet och hos kunderna Resultat: Samhällsekonomisk väg mot hållbart energisystem

14

15 Stort behov av ingenjörer inom elkraft Källa: Arbetsförmedlingen hösten 2014 Vattenfall vill anställa omkring 350 ingenjörer i år. Men brottas med att det är stor brist på den kompetens som behövs. Det stora är elkraftsingenjörer, det är vår ständiga huvudvärk. Där finns ett underskott sett till hur många som examineras, säger Daniel Nilsson. Ny Teknik juli 2017

16 Examensarbete Anton och Erik 2014: Mätningar i labbet bekräftade konsultstudie åt OKG efter störning i Forsmark Henrik och Viktor 2017: Mätningar om solstormars inverkan på transformatorer i samarbete med forskare i Kanada. Resa till Ottawa. Experiment/simuleringar knutet till forskning/företag Rapporter och populärvetenskapliga sammanfattningar för avslutade IEA-exjobb

17 Kursen Elenergiteknik på E El ofta signal på E - här är el energi! Många A, V och W» Säkerhet i labbet! Mer energi i L än C Elenergin har viktig roll i samhället

18 Del 1: Elenergikällor Vind Brännbart Uran Vatten Elanvändning globalt Energibalanser Metoder för elgenerering

19 Del 2: Överföring av elenergi Effektbalans Balansekvationer Trefas 50 Hz Kraftnätet

20 Del 3: Elanvändning Byggnader Värme Ljus Kraftelektronik Elmaskiner

21 Grovschema Energi Överföring Användning F 1-2 F 3-7 F 8-14 Ö LF1 LF2 L1 L2 Föreläsning Övningar LabbFörberedelse Laboration med förhör Dugga Tenta D1 Tid D2 T

22 Examination Laborationer (Obl) Duggor I M:A 9/2 samt 28/2 Allt godkänt = betyg 3 90 minuter dugga + genomgång efteråt Tentamen Vid missad dugga 6 uppgifter à 10 p med betygsgränser 30, 40, 50 p 12/ MA:10H-I

23 Övningar Uppgiftssamling Inriktad mot examination Material från duggor och tentor Labbförberedelser Simulering Handräkning

24 Laborationer 2 laborationer läsvecka 2-3 resp 5-6 Förberedelser görs på datorövningar och förhörs på labben

25 Kursmaterial Bok Säljs på KFS Kursens hemsida: Senaste nytt och rättelser För nedladdning Föreläsnings-PPT och exempel Uppgiftssamling (länk ges muntligt) Lab-pm Gamla duggor och tentor

26 Personer Olof Samuelsson Kursansvar, föreläsningar Ingmar Leisse Föreläsningar Henriette Weibull Övningar Johan Björnstedt Föreläsningar, datorövningar, laborationer Carina Lindström Studerandeexpedition

27 Kursen Elenergiteknik på E Relaterar till andra E-kurser Fysik, matematik, elektronik, fältteori, mätteknik, komponentfysik, reglerteknik De är bättre på sitt Vi kombinerar» Varje princip enkel» Utmaningen i kombinationen av flera Icke-E-are rekommenderas Elektronik-kurs

28 Kursens karaktär, mål och krav The purpose of computing is insight, not numbers (R. W. Hamming) Kursen innehåller beräkningar men är av övergripande karaktär. Fokus ligger på förståelse och tolkning snarare än på räknefärdighet. Genomgående används så enkla exempel som möjligt för att visa principer. Upprepning av likartade uppgifter för att uppnå räknefärdighet övas inte nämnvärt. Uppgifter på tentamen och duggor baseras uteslutande på principer som ingår i kursen, men med tillämpningar och frågeställningar som kan vara nya. Ur PDF-fil med kursmål Kursmål med kommentarer på kurshemsidan Mer detaljerat om målen Förkunskapskrav på kurshemsidan Testa dina förkunskaper! Diagnostiskt prov på kurshemsidan

29 Kursen Elenergiteknik på E Inkörsport till andra energikurser Mer el på IEA Kraftelektronik, Elkraftsystem, Elmaskinkonstruktion, Hybrida fordonsdrivsystem, Mekatronik, Vindkraft Mer energi på LTH/LU Solel, Solvärme, Gasturbiner, Förbränningteknik, Bränsle, Byggnadsdesign, Energisystemanalys Elenergiteknik viktig tillämpning för metodkurser Automation (IEA), Reglerteknik, Statistik (Big Data)

30