De byggde ABB:s superbrytare

2013-02-15 13:00 Marie Alpman  

GRAFIK. Ett nytt historiskt kapitel i den elektrotekniska ingenjörskonsten – så beskrev koncernchef Joe Hogan brytaren för högspänd likström som ABB presenterade före jul. Ny Teknik har mött ingenjörerna bakom genombrottet.

De är numera vana vid både intervjuer och fotoblixtar. Nyckelpersonerna bakom ABB:s nya brytare för högspänd likström har figurerat i medier över hela världen efter att deras innovation blev känd någon månad före jul.

– Det är ett revolutionerande genombrott och sådana kommer inte så ofta i kraftbranschen, säger Mikael Dahlgren, forskningschef för elkraft på ABB:s forskningscentrum i Västerås där Ny Teknik träffar gänget bakom brytaren.

För att förstå uppståndelsen måste man förstå vad den kan användas till.

Länkar med högspänd likström, HVDC, är inget nytt. Den första byggdes i Sverige från fastlandet till Gotland 1954. I dag finns mer än 100 länkar runt om i världen.

Fördelen är att det går att föra över stora effekter över långa sträckor med betydligt lägre förluster jämfört med växelström. De kan också användas under vatten och under jord.

Trots dessa fördelar används växelström i högspänningsnäten. Förklaringen är att det saknats en brytare. Uppstår ett fel måste hela systemet stängas av.

Nu finns brytaren som öppnar för nya, snabba supernät vid sidan av det vanliga växelströmsnätet. De behövs om energisystemet ska kunna ställas om till mer el från sol och vind.

– Tittar man framåt så kommer man att behöva flytta massiva mängder energi i Europa, säger Mikael Dahlgren.

I Tyskland planeras redan fyra elmotorvägar för att transportera vindkraftsel från norr till de industritunga delarna i söder.

Stiftelsen Desertec har ännu större planer. Via ett HVDC-nät ska sol och vindkraft från Sahara förse Europa med el.

Varför är det då så svårt att bryta högspänd likström? ABB liknar uppgiften med att snabbare än vad man hinner blinka får stop på en 40-tons lastbil som kommer i full fart.

För att fel i nätet inte ska hinna sprida sig, slå ut kraftstationer och skada utrustning måste strömmen stoppas inom loppet av fem millisekunder. Det finns halvledarkomponenter som klarar uppgiften. Problemet är att de har alltför stora förluster.

Mekaniska brytare ger låga förluster men de är å andra sidan för långsamma.

För drygt tre år sedan kom Jürgen Häfner, projektledare för HVDC-system i Ludvika, på en lösning. Genom att kombinera en blixtsnabb mekanisk brytare med existerande halvledarkomponenter skulle strömmen stoppas i ett antal steg.

– Vi förstod direkt att det skulle fungera, säger han.

Problemet var att det inte fanns någon mekanisk brytare som var tillräckligt snabb. Uppgiften att fram en sådan gick till forskaren Lars Liljestrand vid ABB:s forskningscentrum i Västerås. Exakt hur han löste det hela vill ABB inte avslöja. Bara att det bland annat handlar om nya material.

Drygt 100 ingenjörer främst i Sverige och Schweiz har jobbat intensivt i utvecklingsprojektet som varit ABB:s största under de senaste åren.

En prototyp till brytaren finns i Ludvika. Trots att den inte är i full skala tar den upp en yta på 200 kvadratmeter. Det handlar med andra ord om ett komplext system i en stor anläggning.

Nästa steg blir att bygga en pilotanläggning tillsammans med en kund. Flera elbolag är intresserade och om något år hoppas ABB att den första brytaren ska tas i drift.

Enligt de ansvariga för utveckling och försäljning av HVDC-systemen i Ludvika är intresset stort och flera kunder har redan besökt Ludvika för att titta närmare på den nya brytaren.

100-årigt problem

Med den nya HVDC-brytaren undanröjs enligt ABB ett 100 år gammalt hinder för att utveckla överföringsnät för likström. Man syftar på striden mellan Thomas Edison och Nikola Tesla om likström eller växelström skulle användas i elnätet.

Nikola Tesla och växelströmmen gick segrande ur det som har kallats ”strömmarnas krig” (War of Currents).

Marie Alpman

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt