SMART LEDNING - Drivkrafter och förutsättningar för ... - Vinnova

SMART LEDNING
sationen EPRI, och även andra forskare, att tekniken går att förbättra så att den kan bli
ett konkurrenskraftigt alternativ för energilagring, utan inslag av fossila bränslen. Ett
sådant avancerat adiabatiskt 147 system skulle avskilja och lagra kompressionsvärmen
och sedan använda den för att värma den frisläppta luften för att direkt driva en gasturbin,
utan något extra bränsle. Gjuterier och masugnar har i många år tagit till vara spillvärme
i eldfasta tegel eller liknande material. Att tillämpa tekniken för lagring av komprimerad
luft bör därför vara ganska okomplicerat. Verkningsgraden för ett sådant system
skulle bli något under 80 procent, vilket är jämförbart med pumplagring av vattenkraft.
Den totala kostnaden för att bygga anläggningen, drift och underhåll skulle också
vara ungefär densamma. Lämpliga platser för att etablera energilagring med hjälp av
komprimerad luft kan hittas i de flesta regioner av världen. Saltgrottor är till exempel
inte ovanliga.
Flywheels Ett annat sätt att lagra energi på är i ett snabbt roterande svänghjul. Elektrisk
energi omvandlas till kinetisk energi genom en motor som ger fart till hjulet. Den kinetiska
energin utvinns när det behövs genom att svänghjulet driver en generator som
bromsar hjulet och producerar elektricitet. Återigen är dock verkligheten mer komplex
än teorin - svänghjulet måste snurra extremt snabbt och ändå vara starkt nog för att inte
slitas isär av centrifugalkraften. Svänghjul som lagringssystem är kommersiellt etablerad
och finns bl a i form av avbrottsfri strömförsörjning som kan leverera små mängder
kraft på sekund- eller minutbas. För lagring under längre tider är de inte konkurrenskraftiga.
En stor fördel med svänghjul är att de är snabba och kan absorbera energi på mycket
kort tid, inom några sekunder eller minuter, och sedan ge tillbaka den lika snabbt. Det är
precis vad som behövs för att reglera ett elnät, där avsikten är att hålla en frekvens på 50
eller 60 Hz per sekund. Men om lasten blir för hög riskerar växelströmfrekvensen att
påverkas. Man kan tänka sig en generator som i stället för att skicka energin över elledningarna
har en ”elektrisk axel” som direkt driver olika apparater. Om belastningen blir
för hög skulle till slut generatorn inte kunna snurra axeln med samma hastighet, utan
bromsar alltså generatorn. Detta är precis vad som händer när frekvensen sjunker under
de bestämda 50 Hz. Skulle lasten plötsligt försvinna skulle generatorn rusa, vilket motsvarar
att frekvensen stiger över det önskade värdet. Det amerikanska företaget Beacon
Power säger sig ha ägnat tio år av utveckling för att ta fram ett mycket avancerat
svänghjul som är optimerad för frekvensreglering i elsystemet. Hjulet som är två meter
högt och en meter i diameter består av en cylindrisk aluminiumkärna som hyser motor
och generator och omges av en fälg av kolfiberkomposit. Konstruktionen är upphängd
på magnetiska lager inuti en vakuumkammare, där det kan snurra i upp till 16 000 varv
147 Adiabat process är en termodynamisk process där ingen värme tillförs eller bortförs från en fluid (vätska
eller gas). Ordet "adiabatisk" betyder i avsaknad av värmeöverföring.
121