Nyt dansk projekt: Smarte omformere skal hjælpe den grønne omstilling
Professor Tomislav Dragicevic på DTU har fået en Sapere Aude bevilling fra Danmarks Frie Forskningsfond til at udvikle løsninger, der anvender smarte omformere til at udnytte den ladningsfleksibilitet, som eksisterer i elektriske systemer.
Den vedvarende energi fra vind og sol er grundlaget for vores grønne omstilling. Men en af de væsentligste udfordringer ved udelukkende at basere vores energiforsyning på vindmøller og solfangere er, at hverken blæsten eller solskinnet er stabilt. Og vi har brug for at kunne kontrollere energiproduktionen for at matche vores forbrug. Det er en udfordring, der oftest foreslås løst ved hjælp af batterier og brint elektrolyse til at lagre energien, men begge dele er dyre både at producere, installere og anvende.
Professor Tomislav Dragicevic på DTU har fået en Sapere Aude bevilling fra Danmarks Frie Forskningsfond, der gives til særligt talentfulde yngre forskere, som er parate til at lede et forskningsprojekt på højt internationalt niveau.
Den skal han bruge til at fortsætte sit arbejde med at udvikle en løsning, der anvender smarte omformere til at udnytte den ladningsfleksibilitet, der eksisterer i elektriske systemer. Det er eksempelvis i pumper og kompressorer, og sammen med batterier og brint elektrolyse vil de fungere som billige kilder, der kan sikre den stabile energiforsyning, som den grønne omstillings succes afhænger af.
- Smarte omformere kan nemt installeres i mange elektriske apparater og bruges til at få fleksibilitet, der i effektivitet svarer til et virtuelt batteri. Et godt eksempel er elektriske motorer, der anvendes mange steder. Det kan være i ventilatorer, pumper og kompressorer. Min idé er at udstyre disse omformere i motorer med ny software og algoritmer, så de fremover kan hjælpe os til at få indblik i og udnytte den enorme uudnyttede fleksibilitet, der findes i energinettet, siger Tomislav Dragicevic.
Fleksibilitet i energinettet skal udnyttes
Tomislav Dragicevic har beregnet, at hvis vi udnytter bare et par procent af nettets omkostningsfri fleksibilitet, så vil det spare os milliarder af kroner. Fleksibiliteten kommer eksempelvis fra de pumper, der allerede er installeret på et spildevandsanlæg. Pumpen skal naturligvis fungere helt som ellers, men hvis tanken ikke er fyldt til bristepunktet, kan spildevandet pumpes på et tidspunkt, der fleksibelt kan tilpasses, at der igen er tilstrækkelig vedvarende energi til rådighed.
- Udnyttelsen af den type fleksibilitet koster nærmest ikke noget – i modsætning til en løsning med et batteri eller brint elektrolyse. Det kræver blot, at vi behandler de tilgængelige data og dermed får viden om energinettets behov og om fleksibiliteten, f.eks. i en pumpe til spildevand. Det kan vi gøre forholdsvis billigt ved at installere beskyttet IT udstyr i forbindelse med omformeren og dermed udnytte fleksibiliteten, når elnettet har brug for den, siger Tomislav Dragicevic.
- Vores indledende beregninger viser, at det er nødvendigt med adgang til hundredvis af små pumper og andre motorer for at sikre den tilstrækkelige fleksibilitet, som gør det muligt at sælge servicen til danske og europæiske netoperatører. Alligevel vil investeringsudgifterne til en sådan løsning være betydeligt lavere end til batterier eller brint elektrolyse med samme kapacitet.
Tomislav Dragicevic har allerede arbejdet med smarte omformere i flere sammenhænge, bl.a. sammen med kommercielle partnere som Danfoss og Bornholms Spildevand. I det nye Sapere Aude projekt er fokus på at indhente data om energinettets behov og motorernes fleksibilitet, så de rette algoritmer kan udvikles til de smarte omformere. Derudover skal der udarbejdes en cloud-løsning, hvor data fra de mange forskellige omformere kan gemmes og udveksles på en effektiv måde.
- Tanken er at teste de løsninger, vi finder frem til både i vores Smart Converter Lab på DTU og på flere bornholmske rensningsanlæg. Det sidste er helt nødvendigt, da ting altid opfører sig anderledes uden for et laboratorium, og vi skal være helt sikre på, at løsningerne virker som forventet, før vi forsøger at skalere dem op, siger Tomislav Dragicevic.
Virksomhed skal sælge den nye idé
Tomislav Dragicevic er slet ikke i tvivl om, at hans løsning vil løse en af de væsentligste udfordringer i den grønne omstilling, som vi står over for i øjeblikket. Han har derfor i 2021 startet virksomheden PHLIT, der i øjeblikket rådgiver inden for smart styring og overvågning af kommercielle apparater, der omfatter alt fra motorer og stationære batterier til flåder af kommercielle og private elektriske køretøjer, ladestationer og elektrolysatorer. På sigt er virksomhedens ambition at stå bag en løsning, hvor fleksibiliteten skal frigives og efterfølgende samles til pålidelige og omkostningseffektive virtuelle kraftværker, der vil være yderst konkurrencedygtige spillere på fremtidens energimarkeder.
Læs mere om Sapere Aude projektet MAGIC: SMart AGgregation of flexible actIve-front-end grid-Connected power electronic converters
