Uudet mallit ja uusi mittausmenetelmä helpottavat uusiutuvien energianlähteiden liittämistä sähköverkkoon
15.9.2021 13:00:00 EEST | Tampereen yliopisto | Tiedote
Jotta hiilidioksidipäästöjä saadaan vähennettyä, energiantuotannossa on siirryttävä uusiutuviin energialähteisiin. Monet uusiutuviin energialähteisiin perustuvat generaattorit tuottavat sähköä, jota ei voida syöttää sellaisenaan vaihtosähköverkkoon. Esimerkiksi aurinkopaneelien ja sähköverkon väliin kytketty aurinkovaihtosuuntaaja säätää tasavirtaa tuottavien aurinkopaneelien tehoa ja syöttää tuotetun tehon vaihtovirtana sähköverkkoon.
– Verkkoon kytkettyjen vaihtosuuntaajien määrän kasvaessa laitteiden välinen vuorovaikutus voi johtaa sähköjärjestelmän epästabiiliuteen. Ongelma voidaan kuitenkin välttää suunnittelu- ja käyttöönottovaiheissa säätösuunnittelulla, joka perustuu mallintamiseen sekä taajuustason mittauksiin sähköverkosta ja laitteista, Matias Berg sanoo.
Perinteinen vaihtosuuntaajien säätösuunnittelu perustuu lineaarisiin malleihin ja oletukseen järjestelmän riittävästä lineaarisuudesta toimintapisteessä. Yleisesti järjestelmä tulee mallintaa ja mitata oikeassa toimintapisteessä, mutta tyhjäkäynnissä, jossa vaihtosuuntaaja ei syötä tehoa, vaihtosuuntaaja muuttuu merkittävästi epälineaariseksi. Epälineaarisuus näkyy vaimennuksena, joka voi poistaa vaihtosuuntaajan suotimen resonanssista huipun, joka on normaalisti potentiaalinen epästabiiliuden aiheuttaja. Mittaus voikin antaa ylioptimistisen kuvan vaihtosuuntaajaan stabiiliusvaroista, ja tyhjäkäynnissä tehty mittaus ei vastaa perinteistä lineaarista mallia. Berg kehitti väitöstutkimuksessaan taajuustason mallin vaihtosuuntaajaan epälineaariselle käyttäytymiselle tyhjäkäynnissä.
– Vastaan tutkimuksessani myös kysymykseen, miten kolmivaiheisen sähköverkon paikallinen dynamiikka voidaan mitata nopeasti ja tarkasti käyttäen vaihtosuuntaajaa. Kolmivaiheisen sähköverkon mittaamiseen haasteellisuutta tuo laajasti käytetyn synkronisen koordinaatiston kanavat, joiden välillä on ristikkäisvaikutus. Käyttämäni mittausmenetelmä perustuu mittauksessa käytettyjen laajakaistaherätesignaalien ominaisuuksien hyödyntämiseen mittausdatan jälkiprosessoinnissa, Berg kertoo.
– Kehitetyillä malleilla ja menetelmillä voidaan ymmärtää ja ehkäistä uusiutuvaa energiaa prosessoivien vaihtosuuntaajien ja kuluttajien sähkölaitteiden välisiä haitallisia vuorovaikutuksia, mikä mahdollistaa sähköverkkoon syötettävän uusiutuvan energian määrän lisäämisen, Berg jatkaa.
Diplomi-insinööri Matias Bergin sähkötekniikan alaan kuuluva väitöskirja Deadtime Effect and Impedance Coupling in Dynamic Analysis of Grid-Connected Inverters tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa 24.9.2021 klo 12.00 Hervannan kampuksella, Sähkötalon salissa S4, (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Pasi Peltoniemi LUT-yliopistosta. Kustoksena toimii Assistant Professor Tomi Roinila.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Matias Berg
050 324 1110
matias.berg@tuni.fi
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Muistisairauteen sairastuneet toivovat oikea-aikaista ja koordinoitua kuntoutusta3.2.2026 14:18:59 EET | Tiedote
Muistisairautta sairastavien ihmisten kuntoutus on oleellinen keino ylläpitää arjen toimintakykyä ja hyvinvointia. Tampereen yliopistossa toteutettu tutkimus havaitsi, että muistisairaat ihmiset kokevat haasteita kuntoutukseen pääsyssä, ja tie palveluihin on monelle sattumanvarainen.
Purkuvimmasta kulttuuria ja ympäristöä säilyttävään korjaamiseen3.2.2026 09:15:00 EET | Tiedote
Suomessa on purkumyönteinen ilmapiiri. Tähän johtopäätökseen tulivat arkkitehtuurin tutkijat Iida Kalakoski ja Riina Sirén kirjoittaessaan tietokirjaa rakennusten purkamisesta. Uudessa tutkimuksessaan tutkijat sukeltavat yhä syvemmälle suomalaisten rakennusalan toimijoiden asenteisiin korjausrakentamista kohtaan.
Tampereen yliopiston tutkijat kehittävät markkinoille täysin uudenlaista infektiolääkettä30.1.2026 08:50:00 EET | Tiedote
Tampereen yliopiston Louhi-projektissa keskitytään erityisesti kroonisia keuhkoinfektioita aiheuttaviin ei-tuberkuloottisiin mykobakteereihin, joiden aiheuttamat sairaudet ovat yleistymässä maailmanlaajuisesti. Kehitettävä hoitokonsepti on sovellettavissa myös muihin kroonisiin infektiosairauksiin. Projekti on saanut Business Finlandin Research to Business -rahoituksen.
Nykyisestä kasvatusajattelusta puuttuu teknologiasuhteen kriittinen tarkastelu29.1.2026 09:30:00 EET | Tiedote
Väitöskirjan mukaan ekokriisin ajan kasvatusajattelu keskittyy kestävyyteen ja luontosuhteeseen, mutta teknologian ympärillä vallitsee hiljaisuus. Tutkijan mukaan teknologialla on niin merkittävä rooli osana planetaarista ympäristöämme, että kestävän teknologiasuhteen pitäisi olla kestävän luontosuhteen rinnakkaiskäsite.
Vanhat polttomoottoriautot tupruttavat puolet haitallisista hiukkaspäästöistä28.1.2026 14:00:00 EET | Tiedote
Tuoreen tutkimuksen mukaan Suomessa pieni joukko polttomoottoriautoja tuottaa puolet henkilöautojen haitallisista pienhiukkaspäästöistä sekä katsastuksissa että moottoritieajossa. Tampereen ja Itä-Suomen yliopistojen tutkijat arvioivat, että ilmanlaatua voidaan parantaa tehokkaimmin romutuspalkkion kaltaisilla kohdennetuilla toimilla.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme
