Heat Pipe Spot Cooling
Dette projekt har til hensigt at udvikle en ny metode til køling af moduler, således at køleeffekt pr. areal ikke i fremtiden bliver en flaskehals i udviklingen af vindmøller.
Projektet vil udvikle et system, hvor et faseskiftende kølemiddel anvendes i stedet for kølevand.
Med faseskiftende kølemidler er det muligt at opnå varmeoverførselskoefficienter som er 10-20
gange større sammenlignet med ikke faseskiftende kølemidler.
Kølepladerne anvendes i dag med frostsikret vand og YMER Technology har meget empirisk data
på disse systemer. Data/viden som ikke kan overføres direkte til faseskiftende kølemidler og det er
derfor nødvendigt at gennemføre en række målinger for at afdække kølepladernes termiske- og
tryktabskarakteristiske egenskaber, så nye flowmodeller for faseskiftende kølemidler kan
håndteres. Den traditionelle styringsstrategi fra kølevandssystemer kan ikke anvendes og derfor er
det nødvendigt at udvikle en optimal styringsstrategi. Det skal undersøges hvordan systemtryk,
flowændringer, kølebehov, temperaturprofiler og lignende forhold vil påvirke styringen. Systemet
vil blive demonstreret som en prototype, i laboratoriet, under projektperioden. Efter
projektperioden vil prototypen blive tilpasset til produktion. Ligeledes vil der i samarbejde med
Vestas gennemføres test i vindmøller efter projektperioden.
En vindmølle har power moduler, kaldet IGBT'er, der bruges i konverteren. Sådanne power moduler er monteret på køleplader for at holde dem kolde, hvilket får dem til at køre effektivt og forhindrer beskadigelse af komponenterne. Da vindmøller øger deres effekt for hver generation, og man samtidigt holder møllen så lille som muligt for at reducere fodaftrykket og omkostningerne, vil nacelle-pladsen altid være begrænset. Dette projekts formål var at udvikle en mere effektiv afkøling af power modulerne, således at afkøling af modulerne ikke blev en flaskehals for den fremtidige udvikling af vindmøller.
Hovedideen med dette projekt var at udnytte, at når en kølevæske skifter fase, kan der opnås en større varmeovergangskoefficient. Derudover vil væsken ikke varme under modulerne, da væsken er ved at skifte fase, hvilket holder temperaturfordelingen ensartet på effektmodulet, som resulterer i et mere effektivt modul. For at holde kølevæsken i en tilstand, hvor den skifter fase, skal systemet styres, og der skal udvikles en kontrolstrategi for systemet. Projektet havde således to hovedmål: Udvikle en tofaset køleplade og en kontrolstrategi så systemet kan køre stabilt.
På grund af uforudsete udfordringer har Ymer Technology ikke været i stand til at investere den tid, der er nødvendig for at udvikle et fungerende to-fasesystem. Der er dog blevet udviklet et en-fasesystem, som synes at forbedre det nuværende en-fasesystem i vindmøller. Dette er blevet demonstreret i laboratoriet hos Ymer Technology med mock-up IGBT'er, og afventer benchmarktest i Vestas lab med rigtige power moduler monteret.
Key figures
Deltagere
| Partner | Tilskud | Eget bidrag |
|---|---|---|
| Ymer Technology ApS | 0.44 mio. | 0.66 mio. |
| VESTAS WIND SYSTEMS A/S | 0.30 mio. | |
| Aalborg Universitet (Fredrik Bajers Vej) | 1.55 mio. | 0.17 mio. |
Kontakt
Poul Larsens vej 10
8600 Silkeborg
61 24 90 89