Energi
Kraftgenombrott för ABB
Efter flera års utveckling har ABB:s ingenjörer gjort ett genombrott som kan få stor betydelse för framtidens energisystem. En nyutvecklad teknik för att bryta högspänd likström öppnar vägen för mer effektiva elnät som kan ta hand om energi från sol- och vindkraft.
(Uppdaterad) Genom att kombinera snabb mekanik med kraftelektronik har ABB utvecklat världens första brytare för högspänd likström, HVDC. Den nya brytaren klarar att bryta ett kraftflöde på 1 GW inom fem millisekunder.
ABB jämför uppgiften med att snabbare än vad man hinner blinka få stopp på en 40-tons lastbil som kommer dundrande i full fart.
- Det har varit en stor utmaning, säger Magnus Callavik, teknikchef för Grid Systems på ABB.
Ett 100-tal ingenjörer i Ludvika, Västerås i schweiziska Baden har arbetat med brytaren i flera år. Utvecklingsprojektet är ett av de största inom ABB. Intresset från kraftbolag över hela världen är också stort, säger Magnus Callavik.
- Det är den enda frågan jag får. När kommer brytaren?
Varför behövs då en HVDC-brytare?
Länkar från A till B med högspänd likström är inget nytt. Den första byggdes i Sverige från fastlandet till Gotland 1954. I dag finns mer än 100 HVDC-länkar runt om i världen. Den stora fördelen är att det går att föra över stora effektflöden över långa sträckor med betydligt lägre förluster jämfört med växelström. De kan också användas under vatten och under jord.
Problemet är att om det uppstår ett fel så måste hela systemet stängas av.
- Det saknas en apparat för att koppla bort just den del av nätet som är trasigt och nu har vi den biten, förklarar Magnus Callavik.
Därmed öppnas för en ökad och bredare användning av HVDC. Det behövs inte minst för att elnätet ska kunna klara av att hantera alla nya, stora vindkraftsparker och solkraftsanläggningar.
Tyskland planerar till exempel för fyra så kallade elmotorvägar som ska föra överskott av vindkraft från norra Tyskland via HVDC till de södra energitunga delarna. Tekniken används även för att förbinda vindkraftsparker till havs.
Även mellan länder behövs fler kraftfulla förbindelser för att balansera för obalanser som uppstår när mer förnybar energi kopplas in på nätet.
Ett annat exempel är det visionära projekt som stiftelsen Desertec driver och som går ut på att alstra energi i världens öknar och transportera elen långa sträckor till platser med stort elbehov. Det är inte möjligt utan HVDC-brytare enligt Magnus Callavik.
- Då handlar det om flera DC-stationer som sitter ihop i ett DC-nät. Då går det inte att hantera fel genom att stänga ner hela nätet. Då slocknar hela Europa.
Idag finns brytaren som prototyp på labbet. Nästa steg är att komma igång med ett pilotprojekt tillsammans med en kund. Innan den första kommersiella brytaren finns på plats i ett nät kommer det att dröja 3-4 år.
Enligt Magnus Callavik är innovationen en kombination av snabb kraftelektronik och smarta ingenjörslösningar till hur elektroniken samverkar med de mekaniska komponenterna.
- En av utmaningarna har varit att få den mekaniska utrustningen att reagera lika snabbt som kraftelektroniken. Det har vi löst bland annat genom att använda nya material i de mekaniska delarna så att de blir snabba men ändå stabila, säger Magnus Callavik
Gammal tvist om likström eller växelström
Med den nya HVDC-brytaren undanröjs, enligt ABB ett 100 år gamalt hinder för att utveckla överföringsnät för likström. Man syftar på striden mellan Thomas Edison och Nikola Tesla som stred om likström eller växelström skulle användas i elnätet.
Nikola Tesla och växelströmmen gick segrade ur det som har kallats "strömmarnas krig" (war of currents).
ABBs koncernchef Joe Hogan tar till stora ord i sin kommentar av genombrottet:
ABB har skrivit ett nytt historiskt kapitel i den elektrotekniska ingenjörskonsten.
