Ingeteam, światowy lider w dziedzinie konwersji energii elektrycznej, nawiązał współpracę z TDK w celu optymalizacji swoich rozwiązań w zakresie energii odnawialnej. Dzięki zastosowaniu kondensatorów ModCap firmy TDK, Ingeteam osiąga doskonałą wydajność i niezawodność w zakresie wysokich częstotliwości, nawet w ekstremalnych warunkach. Współpraca ta nie tylko przyspiesza wprowadzanie produktów Ingeteam na rynek, ale także upraszcza portfolio produktów i zwiększa ich konkurencyjność. Ponadto wykorzystanie zrównoważonych materiałów w kondensatorach ModCap jest zgodne z zaangażowaniem firmy Ingeteam w rozwiązania przyjazne dla środowiska. Partnerstwo to stanowi przykład siły innowacji i wiedzy technicznej w rozwoju sektora energii odnawialnej.

Pionierzy w dziedzinie zrównoważonych rozwiązań energetycznych

Ingeteam to międzynarodowa firma zatrudniająca około 3500 pracowników w 15 krajach. Założona w 1972 roku, posiada wieloletnie doświadczenie w dostarczaniu innowacyjnych rozwiązań konkretnych problemów, mających na celu elektryfikację społeczeństwa w sposób nowatorski i zrównoważony dzięki nowoczesnej technologii przetwarzania energii elektrycznej. W 2022 roku osiągnęła obroty w wysokości 842 mln EUR. Około 40 mln EUR zainwestowano w badania i rozwój. Ingeteam koncentruje się na wytwarzaniu energii odnawialnej (wiatrowej, słonecznej, wodnej), magazynowaniu energii, rozwiązaniach w zakresie inteligentnych sieci energetycznych oraz efektywnemu wykorzystaniu energii. Produkty firmy obejmują ładowarki do pojazdów elektrycznych, przetworniki, alternatory i silniki dla różnych sektorów, takich jak przemysł morski, hutniczy, górniczy i gospodarka wodna.

Dążenie do uzyskania kondensatorów o wysokiej wydajności

Skupienie się na innowacjach i wydajności na rynku energii odnawialnej wymaga komponentów, które są odporne na ekstremalne warunki pracy. Obejmują one podwyższone temperatury spowodowane bezpośrednim nasłonecznieniem i ograniczoną przestrzenią, wysoką wilgotnością oraz mgłą solną z wody morskiej. Ponadto firma Ingeteam pracuje nad nową generacją półprzewodników. Półprzewodniki mocy o szerokiej przerwie energetycznej, takie jak tranzystory MOSFET z węglika krzemu (SiC), przesuwają granice wydajności i sprawności, przełączając się znacznie szybciej niż tranzystory IGBT z krzemu. To szybkie przełączanie powoduje dodatkowe obciążenie dla otaczających komponentów, takich jak kondensator łącza prądu stałego.

Kluczowym wyzwaniem jest znalezienie kondensatorów, które mogą działać w warunkach wysokich częstotliwości wymaganych przez te przetworniki, zachowując jednocześnie wysoką zdolność prądową, niską ESR (równoważną rezystancję szeregową) i niską ESL (równoważną indukcyjność szeregową), a wszystko to w kompaktowej obudowie. Niski ESR jest ważny, ponieważ minimalizuje straty energii i poprawia wydajność w zastosowaniach o wysokiej częstotliwości i dużej mocy. Podobnie, niski ESL ma kluczowe znaczenie, ponieważ umożliwia szybszą reakcję przejściową i niższe zakłócenia elektromagnetyczne. W szczególności, podczas korzystania z urządzeń o szybkim przełączaniu, takich jak tranzystory MOSFET SiC i najnowsze tranzystory IGBT krzemowe, ESL musi być wyjątkowo niski, aby zmniejszyć przekroczenia napięcia podczas wyłączania. Niski ESR ogranicza również samonagrzewanie, poprawiając w ten sposób wydajność termiczną komponentu. Niski ESR i ESL razem zwiększają ogólną stabilność i niezawodność przetwornicy.

Biorąc pod uwagę wszystkie te wymagania, firma Ingeteam potrzebowała rozwiązania, które nie tylko spełniałoby jej rygorystyczne specyfikacje techniczne, ale także umożliwiało standaryzację i modularyzację całej gamy produktów.

ModCap: rozwiązanie TDK w zakresie wysokich częstotliwości

W odpowiedzi na te wyzwania firma TDK oferuje kondensatory ModCap HF – rozwiązanie zaprojektowane specjalnie do zastosowań wysokiej częstotliwości, charakteryzujące się doskonałą gęstością mocy i wydajnością.

Oferują one kilka zalet, które bezpośrednio odpowiadają wymaganiom firmy Ingeteam:

• Kompaktowość: Dzięki płaskiej konstrukcji uzwojenia i wewnętrznej konfiguracji, ModCap jest jednym z najbardziej kompaktowych modułowych kondensatorów DC-link dostępnych obecnie na rynku. Pozwala to klientom na stosowanie mniejszych szyn zbiorczych.
• Wydajność przy wysokich częstotliwościach: Kondensatory ModCap HF są zoptymalizowane do pracy przy wysokich częstotliwościach, dzięki czemu dobrze nadają się do nowej generacji przetworników wykorzystujących półprzewodniki mocy oparte na SiC lub najnowszej generacji IGBT.
• Wysoka wydajność prądowa: Kondensatory są zaprojektowane do pracy przy wysokich prądach, zapewniając konwersję energii o dużej mocy w wymagających warunkach.
• Ultra niskie ESR i ESL: Kondensatory te charakteryzują się ultra niskim ESR i ESL, co ma kluczowe znaczenie dla dobrej wydajności termicznej i elektrycznej w systemach przetworników.
• Efektywność kosztowa: Dzięki przejściu z tradycyjnych kondensatorów MKK dostosowanych do indywidualnych potrzeb, na standardowe kondensatory PEC HP, firma Ingeteam osiąga znaczne oszczędności, dzięki czemu jej rozwiązania są bardziej konkurencyjne na rynku.

– Wspieranie firmy Ingeteam za pomocą ModCap było niesamowitym doświadczeniem. Wykorzystując zaawansowane symulacje, takie jak FEA, zoptymalizowaliśmy wydajność kondensatorów, aby spełnić ich specyficzne potrzeby. Ta współpraca naprawdę podkreśla siłę pracy zespołowej i wiedzy technicznej – powiedziała Natalia Iriondo, kierownik ds. marketingu produktów w TDK.

15 lat współpracy między Ingeteam i TDK

Ingeteam był jedną z pierwszych firm, które podjęły współpracę z TDK w zakresie projektowania nowych systemów przetworników, wykorzystujących kondensatory ModCap. Rozpoczęła się od tradycyjnych falowników solarnych, a następnie rozszerzyła na systemy magazynowania energii (ESS), a później prostowniki serii INGECON H2 E do wytwarzania wodoru oraz falowniki trakcyjne do pojazdów elektrycznych.

Ingeteam bardzo sobie ceni wiedzę techniczną firmy TDK oraz jej wsparcie poprzez zaawansowane symulacje (takie jak FEA — analiza elementów skończonych), aby zapewnić optymalną wydajność kondensatorów w swoich zastosowaniach. Ścisła współpraca techniczna między podmiotami miała kluczowe znaczenie dla zaspokojenia specyficznych potrzeb produktów Ingeteam.

– Wiedza techniczna TDK i zaawansowane symulacje, które oferują, takie jak analiza elementów skończonych, były kluczowe dla optymalizacji naszych aplikacji. Wsparcie i bliska współpraca były super ważne, żeby spełnić wymagania dotyczące naszych produktów i skrócić czas ich wprowadzenia na rynek – zaznaczył Roberto Gonzalez, globalny dyrektor techniczny ds. energii słonecznej w Ingeteam.

Imponujące wyniki: Jak kondensatory ModCap zmieniły wydajność firmy Ingeteam

Produkt Ingeteam

Zastosowanie kondensatorów ModCap przyniosło firmie Ingeteam:

• Skrócenie czasu wprowadzenia produktu na rynek: Zastosowanie standardowych kondensatorów ModCap znacznie skróciło okres potrzebny na techniczną walidację systemów przetworników firmy Ingeteam. Dzięki temu może ona szybciej wprowadzać nowe produkty na rynek, co stanowi kluczową przewagę w wysoce konkurencyjnym sektorze energii odnawialnej.
• Uproszczony asortyment produktów: Przechodząc na standardowe rozwiązanie, firma Ingeteam uprościła zestawienie materiałów dla swojego asortymentu przetworników, usprawniając proces projektowania i zmniejszając złożoność.
• Zwiększoną konkurencyjność: Dzięki ekonomicznym, wysokowydajnym kondensatorom ModCap firma Ingeteam jest w stanie dostarczać wysoce konkurencyjne systemy przetworników, które spełniają rosnące wymagania rynku energii odnawialnej.
• Zrównoważony rozwój: Firma Ingeteam docenia zaangażowanie TDK w zrównoważony rozwój, w szczególności stosowanie biokrążeniowej folii polipropylenowej w kondensatorach ModCap, co jest zgodne z jej własnym naciskiem na rozwiązania przyjazne dla środowiska. Zastosowanie folii Bio PP z certyfikatem ISCC jest unikalną cechą kondensatorów ModCap.

Udane partnerstwo sprzyjające innowacyjności i zrównoważonemu rozwojowi

Współpraca z TDK umożliwiła Ingeteam spełnienie rygorystycznych wymagań dotyczących najnowocześniejszych systemów przetworników. Dzięki zastosowaniu kondensatorów ModCap firma była w stanie sprostać wyzwaniom związanym z wydajnością wysokich częstotliwości, kosztami i czasem wprowadzenia produktu. Zastosowanie znormalizowanych kondensatorów o wysokiej wydajności pomogło firmie Ingeteam zachować konkurencyjność na szybko zmieniającym się rynku energii odnawialnej.

Dzięki kondensatorom ModCap firma Ingeteam nie tylko sprostała wyzwaniom technicznym związanym z przetwornikami nowej generacji, ale także utorowała drogę do bardziej wydajnych, opłacalnych i zrównoważonych rozwiązań energetycznych. Ta udana współpraca jest przykładem tego, jak odpowiednie komponenty, wspierane przez silne partnerstwa techniczne, mogą napędzać innowacje i sukces w szybko zmieniającej się branży.