Wydział Elektryczny

W dniu 30. września 2023 r. zakończyła się realizacja projektu BIOTRAFO, finansowanego w ramach European Research Council, Maria Skłodowska Curie Action, Research and Innovation Staff Exchange (RISE), Horyzont 2020. W ramach projektu BIOTRAFO przeanalizowano cieplne parametry transformatorów mocy, w których wykorzystywane są biodegradowalne, ekologiczne oleje estrowe zamiast klasycznych olejów transformatorowych, a także oceniono wpływ tych cieczy na środowisko, ich parametry fizykochemiczne w pełnym cyklu życia i odporność ogniową. Wyniki projektu jasno pokazują, że zmiana na oleje biodegradowalne jest możliwa bez utraty parametrów technicznych urządzeń, ale za to z korzyścią dla środowiska. Warto też pamiętać, że transformatory mocy i transformatory dystrybucyjne są bardzo powszechne w systemach dystrybucji energii, ponieważ energia elektryczna po wytworzeniu przechodzi średnio przez cztery transformatory zanim dotrze do gospodarstw domowych.

Wyniki analizy numerycznej rozkładu strat mocy w transformatorze uzyskane w trakcie projektu

Wyniki analizy numerycznej prędkości cyrkulacji oleju chłodzącego w transformatorze

Projekt był realizowany przez konsorcjum, w skład którego wchodziło 6 uczelni europejskich, 4 jednostki badawcze oraz 3 partnerów przemysłowych spoza Europy. Na Politechnice Śląskiej projekt w zakresie analiz cieplnych był realizowany w Katedrze Techniki Cieplnej Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki, a w zakresie elektromagnetycznych w Katedrze Energoelektroniki, Napędu Elektrycznego i Robotyki oraz Katedrze Metrologii, Elektroniki i Automatyki Wydziału Elektrycznego.

W ramach projektu, pracownicy wymienionych Katedr odbyli kilkanaście staży zagranicznych w Universidad National del Litoral (UNL) w Santa Fe w Argentynie oraz firmie Balıkesir Elektromekanik Sanayi Tesisleri A.Ş., (BEST) w Balikesir w Turcji, natomiast pracownicy UNL oraz BEST gościli na naszej uczelni w kilku stażach.

Oprócz wymiany wiedzy i doświadczeń oraz wspólnych badań owocem współpracy było kilka artykułów naukowych, m. in.:

1. B. Melka et al., Effective cooling of a distribution transformer using biodegradable oils at different climate conditions, IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 30, no. 4, pp. 1557–1565, 2023.
2. L. Garelli et al., Thermo-Magnetic-fluid dynamics analysis of an ONAN distribution transformer cooled with mineral oil and biodegradable esters, Thermal Science and Engineering Progress, vol. 23, p. 100861, 2021.
3. M. Stebel et al., Thermal performance study of power transformer filled with biodegradable oil using the effective approach for electromagnetic and computational fluid dynamics models multiple coupling, 2022 IEEE 21st International Conference on Dielectric Liquids (ICDL), 2022.
4. M. Stebel et al., Thermal analysis of 8.5 MVA disk-type power transformer cooled by biodegradable ester oil working in ONAN mode by using advanced EMAG–CFD–CFD Coupling, International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol. 136, p. 107737, 2022.

Osoby do kontaktu: Prof. Jacek Smołka (jacek.smolka@polsl.pl) oraz Prof. Mariusz Stępień (mariusz.stepien@polsl.pl)

Galeria: