Sön 4 dec / År 40 / Nr 5 2022

Ny energilagringsteknik och system för eldrift utvecklas vid Uppsala universitet

Dagens globala energibehov tillgodoses fortfarande i stor utsträckning genom förbränning av fossila bränslen som går att lagra. Därför går energiproduktionen att matcha med konsumtionen, eventuell överskottsenergi lagras – ibland under mycket långa perioder – för att sedan användas så fort det blir en köldknäpp exempelvis. Eftersom ett krav för framtidens hållbara utveckling är att öka andelen förnyelsebara energikällor krävs också system för att kunna lagra energin från dessa intermittenta (dynamiskt genererande) källor. Detta forskar man i vid CFE, en del av Ångströmslaboratoriet, Uppsala universitet.

Utan effektiv energilagring kan vi mycket snabbt konstatera att stora resursförluster är att vänta. Just därför är det så viktigt att metoder och teknik för effektiv elektrisk energilagring utvecklas, något som forskare vid CFE arbetar flitigt med. Om energilagringsfrågan kan lösas så kommer nya framsteg även att omfatta en effektiviserad eldrift av motorer, exempelvis för gröna fordon.

Ny teknik för gröna fordon?
Doktoranden Janaina Goncalves har undersökt möjligheterna med ett nytt effektivt system som kan hantera energi under snabba dynamiska processer.
I sin avhandling beskriver Goncalves relationen mellan drivlinans tre huvudkomponenter: batteri, svänghjul och motor. Drivlinan är delad i två anslutningar där den ena är anpassad för högspänning och den andra för lågspänning. Anslutningarna av de olika komponenterna i systemet sker genom en speciell omvandlare. Studien fokuserar framförallt på den elektriska omvandlaren och de kontrollsystem som behövs för att styra den helelektriska drivlinan.
Resultaten har bekräftat funktionaliteten hos drivlinan, där en genomsnittlig verkningsgrad av ca 87 procent (batteri till hjulen) har erhållits. Effektomvandlaren har också visat sig vara effektiv och robust med styrstrategier som kan hantera maximalt energiflöde i systemet. En regenerativ bromsningsstrategi har simulerats och en hjul-till-hjul effektivitet på ca 80 procent har beräknats. Kan detta vara ett nytt spår för utveckling av framtidens gröna fordon?

Detta är CFE
Forskningen inom Centrum för förnybar elenergiomvandling (CFE) är praktiskt orienterad och bedriver utveckling av såväl specifika tekniska lösningar som generella studier av olika förnybara energikällor. Idag finns fem huvudsakliga arbetsområden inom CFE; grundläggande teori och experiment, system, vågkraft, vindkraft samt marin strömkraft. CFE finansierar doktorander inom respektive område och anordnar även seminarier, internationella utbyten samt deltagande i innovationstävlingar. Patent och nya kommersiella lösningar är önskvärda effekter av arbetet vid CFE.