About / Advertise
KTH-forskaren Anders Hagneståls vågkraftsgenerator kan utvinna energi ur alla typer av vågor. Dessutom har den en verkningsgrad på hela 98 procent, är förhoppningsvis underhållsfri och har en hög krafttäthet.
Kombinationen av stor krafttäthet och mycket hög verkningsgrad vid hastigheter under 1 m/s är unik.
– Det har generatorer av standardtyp hittills inte kunnat prestera, säger Anders Hagnestål, som är forskare på avdelning för elkraftteknik.
Teknik för vågkraft – det vill säga att utvinna elektricitet ur vågornas rörelse på havet – förutspås kunna bidra till cirka tio procent av världens energibehov i framtiden. Flera olika tekniker har utvecklats under årens lopp, såväl maskiner stående på botten som sådana som följer med vattnets rörelser.
Anders Hagnestål jobbar med ett punktabsorberande koncept. Generatorn är direktdriven. Utmaningen har varit att utvinna energi ur långsamma rörelser, under en meter per sekund. Om hastighet är låg måste kraften vara hög eftersom effekt är lika med kraft gånger hastighet.
Generatorns storlek bestäms av kraften, inte effekten. Därför blir dessa generatorer stora, och det är därmed viktigt att man får mycket kraft per kg maskin och att denna kraft kan appliceras vid låga hastigheter utan att förlusterna blir höga.
– Dessa egenskaper har min generator, säger Anders Hagnestål.
Generators längsta del, translatorn, är nästan 9 meter. Den består mestadels av elektroplåt och strukturmaterial. Den transformatorliknande delen är statorn, som innehåller elektroplåt, magneter, lindning och strukturmaterial. Translatorn rör sig fram och tillbaka, och statorn står stilla.
Dagens energiomvandlingssystem för vågkraft ligger på en verkningsgrad om 70–80 procent, i bästa fall 90 procent.
– Min lösning förutspås få extremt bra verkningsgrad, 98 procent, vilket i så fall blir i särklass bäst i världen, såvitt vi vet.
Den höga verkningsgraden är bland annat en följd av att generatorn är krafttät – i storleksordningen 30–40 newton per kilo – vilket ger mindre material som förluster kan uppkomma i.
– Detta var något jag kom på under min föräldraledighet.
– Jag utför ett elektromagnetiskt trick, kan man säga. Med en generator som har flera gånger kortare lindning än normalt minskas motståndet, resistansen. Eftersom lindningen är kortare kan tråden i lindningen också göras tjockare, vilket också ökar verkningsgraden.
Nackdelen med maskinen är att svårighetsgraden ökar dramatiskt när generatorn ska designas. Själva konstruktionen och den mekaniska designen är det komplexa.
Samtidigt uppnås ytterligare en fördel med att generatorn är krafttät. Det går åt mindre material, vilket gör generatorn billig att tillverka.
Att underhålla, serva och reparera den här typen av vågkraftverk är ingen enkel sak med tanke på i vilken miljö de verkar. Därför är det viktigt med långa underhållsintervaller. Gärna flera år, eller mer.
– Jag siktar på att få enheten så underhållsfri som det bara går. Det återstår att se hur bra jag lyckas.
Generatorns kapacitetet har ännu ej demonstrerats. Detta kommer att göras under 2017 då den första prototypen ska byggas och testas i skarpt läge.
Forskningsprojektet stöds av Energimyndigheten och J. Gust. Richerts stiftelse.
