Bæredygtigt el-system kan give store kWh-besparelser i private hjem

• Teknologi og Produktion
• Tidligere virkemiddel » Individuelle postdoc
• 2013

Enhver bolig har et skab eller en skuffe fuld af opladere med lange krøllede ledninger til hjemmets digitale udstyr. De mange opladere er nødvendige, fordi digitale apparater bruger jævnstrøm (DC), men det er vekselstrøm (AC), der kommer ud af stikkontakterne. For at bruge eller oplade apparaterne skal strømmen igennem en konverter, der kan lave AC om til DC. 

En omvendt, men lignende problematik gælder en række vedvarende energikilder som solceller, brændselsceller og batterier, som er baseret på at producere og opbevare jævnstrøm. For at kunne bruges til private hjem må den energi, de producerer, omdannes til vekselstrøm.

Distribution af strøm til private boliger skal gøres smartere

Det giver et enormt energispild, når strømmen skal konverteres - nogle gange over flere omgange. Hvis man kan ændre el-systemerne, så det i stedet er jævnstrøm, der sendes gennem hjemmets netværk af ledninger, kan der spares mange kWh.  

 - Hvis vi skal have et bæredygtigt energisystem, er det ikke nok at kigge på selve energiproduktionen. Distributionen af energi skal gøres så effektiv som muligt, så vi kan minimere energispildet. Sådan forklarer lektor Juan Carlos Vasquez, fra Institut for Energiteknik på Aalborg Universitet, projektet Future Residential LVDC Power Distribution Architectures. Her har han undersøgt, hvordan man kan etablere el-systemer baseret på jævnstrøm til private boliger.

Minigrids er fremtiden

Det er en større udfordring i praksis. Når hele det nuværende distributionssystem af el er baseret på at transportere vekselstrøm, er det sin sag at ændre det. Derfor er forskere på Aalborg Universitet begyndt at se nærmere på de såkaldte minigrids, der i høj grad er baseret på lokal energiproduktion.  

- Det kan være helt ned til enkelte husstande, der har deres egen brændselscelle og solcellepaneler. Det har især stort potentiale i isolerede områder for eksempel i landsbyer, i udviklingslande og på øer, hvor det bedre kan betale sig at producere strømmen lokalt end at hente den fra fastlandet, forklarer Juan Carlos Vasquez, der blandt andet har samarbejdet med partnere i Sydeuropa, Asien og USA.

Husholdningsapparater og det nuværende el-system er ikke udviklet til jævnstrøm fra sol- og vindenergi. - Hvis vi skal have et bæredygtigt energisystem, er det ikke nok at kigge på selve energiproduktionen, siger forsker Juan Carlos Vasquez, Aalborg Universitet. Illustration: Juan Carlos Vasquez. 

Et minigrid skal kunne fungere med mange forskellige kilder til energi, alt efter hvad der er smartest i lokalområdet. Det kan være, at der både er solcelleanlæg, lokale vindmøller og jordvarme. Og det kan være batterier, som lagrer overskudsenergi, og som kan sikre nok strøm i perioder med for lidt sol og vind. Energistyringssystemer skal sørge for at styre, hvilke energikilder der skal bruges hvornår.

Lovgivning om spændingsniveauer nødvendig for at kickstarte industrien

Et benspænd for udviklingen af private minigrids er, at der ikke findes så mange digitale husholdningsapparater. Vaskemaskine, ovn og lamper har stadig brug for vekselstrøm. Derfor er der behov for standarder og lovgivning om blandt andet spændingsniveauer, der kan give industrien de bedste forudsætninger for at udvikle flere apparater til jævnstrøm, så et fremtidigt grønt kredsløb kan opnås. Samtidig skal der udvikles el-systemer til hjemmene, som inkluderer stikkontakter og kontrolpaneler til energistyring.

- Det er en udfordring for vores arbejde, at der er så få produkter på markedet, som vi kan bruge i udviklingen af nye el-systemer. Men det er ved at ændre sig, og der er ingen tvivl om, at brugen af jævnstrøm i private hjem vil blive mere udbredt i fremtiden, fortæller Juan Carlos Vasquez.

Forskere og industri tester produkter i en "privatbolig"

I projektet var opgaven især at udvikle systemer, som virker udenfor universitetets egne vægge, og derfor var en af hovedopgaverne at installere et test-laboratorium på Institut for Energi-teknik. Det fungerer som en 'privatbolig', hvor både forskere og industri kan teste DC produkter og systemer, så de bliver mere effektive og pålidelige og kan komme forbrugerne til gode på sigt.

- På den måde kan vi foreslå systemer, der kan håndtere den løbende udvikling i elproduktion og elforbrug. Med laboratoriet bliver Danmarks position inden for den internationale forskning væsentlig forstærket, forklarer Juan Carlos Vasquez.