« Energies Renouvelables » : un concept, des possibilités infinies : des infrastructures de recharge de communication « Smart Grid » (smart grids) pour véhicules électriques au stockage d'énergie. Lors du développement d'applications d'énergie renouvelable, vous avez non seulement besoin d'un partenaire qui peut fournir un grand volume de composants électroniques, mais qui peut également vous conseiller et vous accompagner dans la phase de conception. C'est exactement ce que les experts de l'équipe « Énergies renouvelables » d'EBV ont entrepris de faire.
L'échange bidirectionnel d'informations et de données entre les producteurs d'énergie et les consommateurs finaux dans le cadre du transfert d'énergie est ce qui nous fait considérer qu'un système est véritablement « intelligent ». De nombreux composants électroniques rendent cette intelligence possible : microcontrôleurs spécifiques pour compteurs électriques, modems courants porteurs en ligne, processeurs performants avec interfaces de communication, services publics performants, circuits analogiques précis ou encore semi-conducteurs haute tension pour le transfert et la transformation du courant électrique. Par conséquent, les exigences auxquelles est confrontée l'équipe « Énergies renouvelables » sont très variées et complexes, comme l'explique Karl Lehnhoff, directeur vertical du segment des énergies renouvelables chez EBV Elektronik. Selon Lehnhoff, le groupe cible d'EBV Renewable Energies sont toutes les entreprises qui exercent leur activité dans la production d'énergie, de l'énergie photovoltaïque, en passant par l'éolien jusqu'au biogaz. Il convient d'ajouter le secteur "transmission d'énergie" avec les réseaux haute tension, les sous-stations et les systèmes de contrôle de processus, ainsi que l'automatisation du réseau, la mesure de l'état du réseau, la transformation de la haute tension en basse tension et les transformateurs de réseau locaux réglables. Par ailleurs, des experts en énergies renouvelables se consacrent également au domaine du stockage de l'énergie, notamment les bornes de recharge pour véhicules électriques.
Et il ne faut pas oublier qu'un aspect important de l'automatisation dans l'ensemble du "smart grid" est la communication et, surtout, sa sécurité. « Ce n'est pas seulement important pour les « compteurs intelligents » ou les compteurs intelligents, mais aussi pour tous les compteurs et concentrateurs de données importants pour la facturation », souligne Lehnhoff d'EBV.
Dévouement et intégration dans les réseaux
Pour EBV, les énergies renouvelables sont l'une de ses priorités depuis des années et elle les a intégrées dans sa structure commerciale verticale sous le nom "Energies Renouvelables". Les segments liés à ce marché sont l'automobile, la consommation, les énergies renouvelables, la santé et HighRel. Les segments axés sur la technologie comprennent EBV FPGA, RF & Wireless, LightSpeed et Identification.
Une entreprise dans les énergies renouvelables nécessite d'une part des experts dédiés et d'autre part un vaste réseau intégrant toutes les «disciplines connexes» pour pouvoir fournir un support client complet et approprié. L'assistance d'EBV commence, si vous le souhaitez, dès le début d'un projet : les experts du segment des énergies renouvelables conseillent les clients sur le choix de la bonne technologie et des bons composants électroniques et fournissent une aide au dépannage sur les problèmes techniques qui peuvent survenir pendant le développement ou la production. de nouveaux appareils.
Ainsi, cinq spécialistes à plein temps s'occupent expressément des énergies renouvelables. Ils reçoivent le soutien de leur part de plus de 100 ingénieurs d'application et experts de toute l'Europe d'autres segments verticaux. Bien sûr, nous ne souhaitons pas créer une organisation commerciale parallèle avec les segments verticaux, mais plutôt combiner savoir-faire et ressources. Dans chaque cas, nous décidons de l'aide dont nous avons besoin. Les secteurs industriels sont trop interconnectés pour pouvoir les séparer clairement », explique Lehnhoff. « C'est pourquoi nous travaillons en étroite collaboration et organisons même des visites conjointes chez nos clients. En principe, le client ne se soucie pas de la façon dont nous nous organisons. Ce qui compte pour vous, c'est d'obtenir l'aide appropriée pour votre application. Après tout, explique Lehnhoff, le client ne se laisse pas enfermer dans un segment. "Pour nous, c'est l'ordre du jour d'élargir nos horizons." Il existe de nombreux exemples de collaboration interdisciplinaire des équipes EBV : par exemple, lors de la conception d'un "compteur intelligent" la question de la communication dans la "maison intelligente" se pose, donc la connaissance d'experts RF est également requise. La technologie de mesure avec laquelle l'état de fonctionnement peut être surveillé est intégrée dans le transformateur secteur local graduable. Il s'agit vraiment de Condition Monitoring dans l'automatisation industrielle, donc dans ce type de projet il y a des points de connexion à la fois avec le segment vertical "Identification" et avec les partenaires du segment "RF&Wireless" lorsqu'il s'agit de communication ou de connexion sans fil entre les transformateurs de réseau local réglables. Toujours dans les bornes de recharge pour véhicules électriques, la collaboration entre les experts des énergies renouvelables et les spécialistes automobiles d'EBV s'impose naturellement. Ils apportent leurs connaissances sur les réglementations à respecter en matière automobile. « Le client ne vient pas demander un produit, mais une solution pour son système. Cela ne concerne pas seulement le matériel, nous devons également maîtriser les clés du logiciel et connaître les normes et standards pertinents pour cette application spécifique. Et justement en disant cela, Lehnhoff met le doigt sur la plaie, puisque dans certains secteurs des énergies renouvelables il y a un problème qu'il n'y a pas de régulation cohérente. Par exemple, dans le secteur de l'énergie éolienne et photovoltaïque, il existe des normes de court-circuit qui diffèrent selon les pays. Selon Lehnhoff, dans le domaine de la mesure, c'est encore plus complexe : « Surtout dans le secteur de la sécurité, il n'y a toujours rien de réglementé. Cinq à dix ans devront encore s'écouler. On voit aussi que le débat sur le BSI en Allemagne a également invité à réfléchir sur le thème de la sécurité dans d'autres pays. Autrement dit, dans d'autres pays, il pourrait y avoir de nouvelles règles à l'avenir.
Dans quelle mesure le concessionnaire peut-il aider en matière de sécurité ? Selon Lehnhoff, pour de nombreux clients, il s'agit d'un nouveau sujet pour lequel ils ont vraiment besoin d'aide. Ceci est disponible dans ce cas grâce à la collaboration d'EBV avec des fournisseurs de services logiciels tiers. Et aussi, ou précisément dans le cas de la sécurité, EBV bénéficie de l'intégration de l'organisation dans un réseau, comme le décrit Lehnhoff : « Dans ces problématiques, l'accompagnement entre segments technologiques entre à nouveau en jeu, en l'occurrence à partir du segment Identification. . Il faut tenir compte du fait que le niveau de sécurité n'est pas quelque chose de spécifique aux énergies renouvelables, ce sont des exigences techniques ou des défis qui sont également discutés dans d'autres instances, par exemple en relation avec Internet et l'industrie 4.0.
lancement rapide en ligne
Pour entrer dans la sphère des « Energies Renouvelables », EBV a également lancé récemment son microsite du même nom : sur la page http://energiesrenouvelables.ebv.com/home/ les visiteurs peuvent zoomer, entre autres rubriques, du niveau des applications à le domaine des semi-conducteurs. Dans cet aperçu, un clic sur un produit spécifique permet d'accéder directement à des informations détaillées le concernant, telles que les caractéristiques techniques et les détails logistiques. Pour obtenir plus d'informations ou exprimer un désir de conseil, le visiteur peut adresser une demande de contact. « Bien sûr, cette page n'est pas destinée à remplacer des conseils personnalisés, mais à fournir des informations de référence. L'accent est mis sur les produits utilisés dans les applications d'énergie renouvelable et qui sont nouveaux sur le marché. Vous pouvez également trouver un aperçu de nos fabricants de cartes de ligne qui proposent des composants spécifiques au marché, tels qu'un MCU spécial pour la mesure ou des modules de puissance pour le photovoltaïque.
Potentiel de marché entre croissance et baisse des prix
Il est indéniable que les Energies Renouvelables sous toutes leurs facettes ont un grand potentiel de marché, même si l'optimisme européen initial concernant le photovoltaïque a depuis longtemps cédé la place à la déception. "D'un côté il y a de la croissance, mais de l'autre il y a une baisse des prix", c'est ainsi que Lehnhoff résume l'évolution du marché du photovoltaïque. Avec la même sobriété, nous regardons l'énergie éolienne en Europe. Au niveau mondial, il ne reste plus que trois fournisseurs européens d'énergie éolienne dans le top dix. L'un des moteurs des énergies renouvelables est, selon Lehnhoff, le degré croissant d'automatisation du réseau électrique intelligent. « Plus le pourcentage d'énergie renouvelable dans le réseau électrique est élevé, plus l'automatisation sera nécessaire. Aux heures de pointe, nous fournissons déjà environ 50 % de l'énergie en Allemagne à partir de la production d'énergie renouvelable. Maintenant, le défi consiste à maintenir la stabilité du réseau. Pour y parvenir, de nouvelles applications seront introduites. Selon Lehnhoff, le secteur de la mesure est très prometteur. La personne responsable de cela est essentiellement la réglementation de l'Union européenne qui prescrit que dans les États membres, 80% des compteurs doivent être des "compteurs intelligents" ou des compteurs intelligents jusqu'en 2020. Ces compteurs intelligents sont développés en Europe et les experts comptent avec un grande partie de la production ayant lieu en Europe.
Au lieu de cela, l'eldorado présumé des véhicules électriques reste au moins pour l'instant en deçà de ses moyens : « Vous avez affaire à un segment politisé. Si les systèmes de batteries deviennent moins chers, ce marché pourrait reprendre assez rapidement. Sinon, nous sommes encore loin des chiffres prédits par le gouvernement fédéral d'un million de véhicules pour l'année 2020 », déclare Lehnhoff. "Nos clients sont bien préparés et l'ont traité à l'avance, mais apparemment il n'y a pas encore de marché."
Enfin, Lehnhoff évoque une application de recyclage intéressante liée à la mobilité électrique : les batteries usagées des véhicules électriques pourraient devenir de bons accumulateurs d'énergie stationnaires pour la maison. « Lorsque les batteries sont jetées, sur les 20 KW/h d'origine, il en reste encore 15 ou 10. De quoi les utiliser, par exemple, comme batterie tampon stationnaire pour la maison. „Bien sûr, ce serait quelque chose d'utile aussi du point de vue de la protection de l'environnement, qui pour EBV est écrit en majuscules.
Avec EBVChips vers la nouvelle ère énergétique
Avec les EBVChips, EBV a abandonné le terrain classique des distributeurs et a développé avec d'autres fabricants et clients des circuits intégrés et des modules pour différents domaines d'application. Avec Hermes et Hunter, EBV a deux puces EBV dans sa gamme qui sont utilisées dans des applications d'énergie renouvelable. Le convertisseur de données Hunter développé avec Avago offre une solution intéressante pour la mesure de courant isolée galvaniquement. L'interface LVDS intégrée garantit une très bonne intégrité du signal dans les systèmes basés sur FPGA tels que les servocommandes ou les convertisseurs de puissance.
"Ce composant convient à la technologie d'entraînement industrielle, mais aussi aux onduleurs photovoltaïques et aux systèmes de contrôle du pas et de la rotation des pales des rotors d'éoliennes", explique Karl Lehnhoff, TITEL chez EBV. Hunter contient une phase d'entrée analogique avec des entrées différentielles pour ± 200 mV, un modulateur Sigma/Delta de second ordre, une section d'isolation optique et l'interface LVDS. Ainsi, le module dispose de toutes les fonctions nécessaires pour effectuer des mesures avec une plage dynamique de 78 dB. Le filtre approprié se trouve sur le FPGA correspondant ou sur un processeur. Logé dans le boîtier SO-16 avec interface directe pour les shunts, Hunter offre une haute précision CC et CA et une large plage de températures. Avec Falcon Eye Hunter, EBVChips propose également une conception de référence par rapport à laquelle la puce Hunter peut être évaluée.
Pour une communication M-bus économe en énergie, EBV a conçu son EBVChip Hermes. Créé en collaboration avec On Semiconductor, il s'agit pratiquement d'une mise à niveau du circuit intégré éprouvé et testé qui est sur le marché depuis 20 ans maintenant. L'émetteur-récepteur esclave M-bus logé dans le boîtier QFN-20 de petite taille est conforme aux normes européennes EN 13757-2 et EN 1434-3 et prend en charge des vitesses de communication allant jusqu'à 38.400 2013 bauds. Selon l'application, il peut gérer jusqu'à six charges M-Bus (répéteurs, passerelles de compteur). Hermes nécessite très peu de courant de repos et fonctionne même avec de faibles tensions de bus. Il possède également des caractéristiques d'alimentation optimisées pour les modes de fonctionnement à économie d'énergie, ce qui le rend idéal pour la connexion à des modules sans fil. Le système esclave M-Bus dispose également d'une fonction de sécurité et peut être alimenté par le bus ou par une source d'alimentation externe. « Hermes est en production depuis avril XNUMX et fonctionne très bien », explique Lehnhoff. EBV veut continuer sur cette voie et développer davantage de puces EBV pour la nouvelle ère énergétique.
