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MATLAB und Simulink in der Welt - Technologien für saubere Energie

Die Versorgung mit sauberer, zuverlässiger Energie ist eine der großen Aufgaben der Zukunft. Mit aufwändigen mathematischen Modellen und Simulationen erforschen Ingenieure darum neue regenerative Energiequellen, verbessern vorhandene Infrastrukturen für die Energieübertragung und -verteilung, beobachten Energiemärkte und entwickeln energiesparendere Produkte.

Horizon Wind Energy

Windenergie profitabel machen: Ertragsprognosen und Risikoanalysen

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Horizon Wind Energy hat ein System zur Risikovorhersage entwickelt, das Erträge und Risiken für Windfarmen an unterschiedlichsten Standorten vorhersagen kann. Das System berücksichtigt historische Daten, aktuelle Preise sowie Zukunftsprojektionen von Experten. MATLAB®-Algorithmen analysieren diese Daten und berechnen monatliche Preisprognosen für die nächsten Jahre für alle Windfarm-Standorte von Horizon. Mit dem MATLAB Compiler™ hat Horizon eine Version des Analysesystems implementiert, die jeden Morgen automatisch startet und die Prognosen speichert.

 

Gas Natural Fenosa

Optimierung der Energieverfügbarkeit: Vorhersage von Stromangebot und -nachfrage

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Als Akteur auf dem Energie-Großhandelsmarkt ist Gas Natural Fenosa auf exakte Vorhersagen von Preis, Angebot und Nachfrage für elektrischen Strom am folgenden Tag angewiesen. Das Unternehmen entwickelt Optimierungs- und Prognosemodelle auf der Basis von Wettervorhersagen, Produktionskosten, historischen Verbrauchsmustern und weiteren Faktoren. Diese Modelle projizieren Kapazitäten und Nachfragen und optimieren Portfolios von Energieressourcen. Mit ihrer Hilfe kann das Unternehmen außerdem rasch auf wechselnde Produktionsbedingungen sowie neue Vorschriften, wie die von der EU-Kommission verabschiedeten Emissionsgrenzwerte für Kohlendioxid, reagieren.

 

Plug Power

Förderung alternativer Energien: Entwicklung von Steuerungen Brennstoffzellen-Steuereinheiten

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Plug Power entwickelt dezentrale Energieversorgungssysteme basierend auf Brennstoffzellen. Für eine optimale Leistung darf der Strom-Generator und der Reformer der Brennstoffzelle nur in einem eng begrenzten Temperaturbereich betrieben werden. Da jede Anforderungsänderung an die Leistungsabgabe eine plötzliche Störung des Systems darstellt, ist die Regelung des Gesamtsystems voll automatisiert. Mit MathWorks-Tools entwickelt und testet Plug Power Regelungsalgorithmen. In Simulationen werden dann verschiedenste Sensorkonfigurationen getestet. So werden noch vor der Implementierung von Algorithmen deren Leistung optimiert und Fehler sowie Mängel beseitigt.

 

ABB

Verbesserung der Energieeffizienz: Entwicklung einer Steuereinheit für Leistungselektroniken

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ABB bietet Energieversorgern Technologien, die sie leistungsfähiger machen und gleichzeitig Umweltbelastungen senken. Die Leistungselektronik-Steuereinheit von ABB steuert Hochstromgleichrichter, Frequenzumrichter für Mikroturbinen, Windkraftwerke, Fahrantriebe, Akkumulator-Systeme und andere leistungselektronische Anwendungen. MATLAB und Simulink® dienten zum Entwurf von Algorithmen zur Filterung, Stromregelung, Netzsynchronisation und Leistungsüberwachung. Desweiteren wurden Kenngrößen wie Leistung, Blindleistung und andere physikalische Variablen berechnet. ABB validierte die Algorithmen durch Systemsimulationen in SimPowerSystems™ und implementierte diese direkt auf der Steuereinheit mittels automatischer Generierung von ANSI-C-Code aus Simulink-Modellen.

 

Dongfeng Electric Vehicle

Öffentlicher Verkehr mit Hybridbussen: Optimierung der Batterieleistung

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Dongfeng hat ein Batteriemanagement-Steuergerät für einen hybridelektrischen Stadtbus entwickelt, der damit 30% weniger Treibstoff verbraucht als konventionelle Busse und so weniger Abgase erzeugt. Die Algorithmen für dieses Steuergerät wurden modelliert, getestet und anschließend mittels automatischer Codegenerierung implementiert. Durch die kontinuierliche Verifikation und Closed-Loop- Simulationen mit Regelstreckenmodellen ließen sich Probleme frühzeitig erkennen und beheben. Diese Prozessverbesserung erleichterte sowohl die Einhaltung der Qualitätsmanagement-Richtlinien nach ISO/TS 16949 als auch des MISRA® C-Standards.

 

General Motors

Verbrauchsoptimierung: Entwicklung von ECUs für Hybrid-Antriebsstränge

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Der Two-Mode Hybrid-Antriebsstrang von GM optimiert den Verbrauch bei verschiedenen Fahrbedingungen wie Stop-and-Go im Stadtverkehr oder Autobahnfahrten mit konstanter Geschwindigkeit. Im Two-Mode Hybrid wird ein konventioneller Verbrennungsmotor mit zwei 60 kW Elektromotoren kombiniert, die über ein Automatikgetriebe integriert sind. Mit Model-Based Design hat GM für dieses Konzept Systemmodelle entwickelt, Systementwürfe durch Simulationen verifiziert und Seriencode erzeugt. So konnten verschiedene Strategien verglichen, Iterationszyklen beschleunigt und die ECU-Funktionalität noch vor der Verfügbarkeit von Hardware verifiziert werden. Teams auf der ganzen Welt arbeiteten parallel an verschiedenen Aspekten des Systementwurfs und vermieden damit Integrationsprobleme.

 

Wärtsilä

Schadstoffreduktion: Entwicklung von Steuergeräten für Diesel- und Erdgasmotoren

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Wärtsilä setzt als weltweit erster Hersteller elektronische Common-Rail-Einspritzsysteme in großen Verbrennungsmotoren ein. Die innovative Steuerungssoftware des Unternehmens verringert Emissionen und erhöht die Leistung und Zuverlässigkeit. In Simulink entwarfen und optimierten die Ingenieure Algorithmen schon zu Beginn der Entwicklung und mussten so weniger Motorentests durchführen. Der mit Real-Time Workshop Embedded Coder™ automatisch generierte C-Code war hinsichtlich RAM, ROM und Geschwindigkeit effizienter als handgeschriebener Code und um 30% kleiner. Wärtsilä hat mit Simulink und Stateflow® eine umfassende Komponenten-Bibliothek erzeugt, die als Basis für die Implementierung verschiedener Applikationen wie eines Drehzahl-/Lastreglers diente.

Veröffentlicht 2010 - 91848v00

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