Svenskere forbinder bygninger med jævnstrøm og udnytter overskudsenergi fra solceller
Næsten al elektricitet, som produceres, overføres og bruges i verden, er i dag vekselstrøm. Sådan har det været siden slutningen af 1800-tallet, da vekselstrøm vandt kampen over jævnstrøm. Men i løbet af de seneste år har jævnstrøm dog fået en renæssance, og i Uppsala Science Park installeres nu et jævnstrømsnet mellem fire bygninger.
Årsagen er de solceller, som allerede glinser på tagene af tre af husene - for solcellepanelerne genererer jævnstrøm.
De allerførste strømnet var baseret på jævnstrøm, men vekselstrømsteknikken tog fart i slutningen af 1800-tallet, først og fremmest på grund af muligheden for at overføre elektricitet over større afstande. I løbet af de seneste 50 år er jævnstrøm kommet tilbage i form af højspændt jævnstrøm, HVDC (high voltage direct current), som bruges til punkt til punkt-forbindelser over store afstande, for eksempel via nedgravede kabler. Gotland fik en HVDC-forbindelse allerede i 1954. Ny Teknik har også tidligere beskrevet tendensen med jævnstrømsnet i svenske bygninger. Frem for alt datacentre har været langt fremme med udviklingen. For eksempel driver tøjfirmaet H&M dele af et hemmeligt datacenter med jævnstrøm. Selv Karlstad Kommune og energimyndigheden i Eskilstuna driver servere på jævnstrøm.Datacentre i brechen for jævnstrøm
Jævnstrømsnet til overskudsenergien
Den kølige forårsdag, hvor Ny Teknik besøger området, er der gang i montering af solceller på den mindste af de fire bygninger.
»Huset har et stort tag, som egner sig godt til solceller. Men der er et ganske lavt privatforbrug af strøm her, så solcelleanlægget kommer til at generere et stort overskud,« fortæller Ulf Näslund, som er teknikchef i Uppsala på Vasakronan, som er Sveriges største ejendomsselskab.
Takket være det nye 760-volts jævnstrømsnet skal overskuddet kunne anvendes i de tre andre bygninger.
Tanken er ganske enkelt, at mere af solstrømmen, som genereres her, skal benyttes lokalt i stedet for at sendes ud i nettet.
Det skulle ifølge Vasakronans beregninger give besparelser. Her på området har flere forskningsbaserede virksomheder deres kontorlokaler, og kølemaskinerne, som skal holde temperaturen nede i både bygninger og produktionsprocesser, er meget energi- og effektkrævende.
Fordeles efter behov
Ved at koble de fire huse sammen i jævnstrømsnettet kan såvel energi som effekt fra solcellerne fordeles mellem husene efter behov. Dermed er det ikke nødvendigt for Vasakronan at købe lige så meget energi og effekt fra strømnettet som tidligere.
Virksomheden regner med en årlig besparelse på cirka 30.000 kroner.
»Effekt bliver vældig dyrt i fremtiden, så vi har en ambition i virksomheden om at halvere vores effektbehov. Dette er en testvirksomhed, men vi er meget nysgerrige efter at finde ud af, hvordan det vil fungere,« siger Vasakronans teknikchef, Nicklas Walldan.
I et af husenes kældre ser vi på kernen til jævnstrømsnettet, en inverter fra Ferroamp. Der er et sort skab, der fungerer som en slags bro mellem husets almindelige vekselstrømsnet og det nye jævnstrømsnet. Broen kan omdanne jævnstrøm til vekselstrøm og vice versa, som det nu passer med husets behov.
Skabet rummer også styresystemet til jævnstrømsnettet, og det skal sørge for, at bygningerne først og fremmest bruger solstrøm. I anden række skal elektricitet fra nettet føres ind i husene.
Jævnstrømsnettet skal sættes i drift om cirka en måned. På sigt er det meningen, at det skal kompletteres med et energilager med lithium-ion-batterier, i første omgang med en kapacitet på omkring 20 kWh for at kunne lagre overskudsstrøm fra solcellerne, så den kan bruges om natten. Prisen for jævnstrømsnettet er beregnet til 500.000 kroner. Solcellerne på de fire huse vil ha en sammenlagt topeffekt på omkring 225 kW.Vasakronans projekt i Uppsala
Sveriges første
Ifølge Ferroamp er projektet til Vasakronan i Uppsala det første i Sverige, hvor flere bygninger kobles sammen i ét jævnstrømsnet.
»Det er en meget omkostningseffektiv metode til at udnytte solenergien bedre,« siger administrerende direktør Björn Jernström fra Ferroamp.
Med et jævnstrømsnet bliver det enklere at styre, i hvilken retning energien skal flyttes, end hvis man havde bygget et isoleret vekselstrømsnet.
»Energien strømmer i den retning, hvor spændingen er lavest. Et vekselstrømsnet ville have krævet betydelig mere kompliceret elektronik og flere konverteringstrin, hvilket ville have forårsaget energitab,« siger Björn Jernström.
For at reducere konverteringstabene i de fire bygninger har Vasakronan planer om at drive ventilationsanlæggene direkte med jævnstrøm.
»Vi ved, det fungerer, og udfordringen ligger mere i certificering og garantier. Der er ikke så mange producenter, der certificerer deres udstyr til jævnstrøm,« siger Björn Jernström.
Balance mellem produktion og forbrug
I Fjärås uden for Kungsbacka er et lignende projekt i gang. Her bygger Eksta Bostads et jævnstrømsnet mellem fire nye boligbyggerier. Præcis som i Uppsala er hensigten at øge privatforbruget af solstrøm og undgå at pumpe overskudsstrøm ud i nettet.
»Problemet har været at balancere produktion og forbrug. Når solen skinner mest, vil man flytte energien derhen, hvor der er mest behov for den, siger Niklas Christensson,« som arbejder med energispørgsmål i Eksta Bostads.
I projektet ligger også, at man skal undersøge mulighederne for i fremtiden at koble en nærliggende børnehave og et ældrecenter på jævnstrømsnettet.
»Det ville være ideelt at sende energien til børnehaven, hvor man har et storkøkken i gang midt på dagen,« siger Niklas Christensson.
Flere jævnstrømsprojekter
Også boligbyggeriet Viva i Göteborg, som bygges af Riksbyggen, får et internt jævnstrømnet for at øge privatforbruget af solstrøm. Her skal udtjente busbatterier bruges til energilagring. En fordel med jævnstrømsnettet er, at det bliver lettere at blande forskellige typer batterier.
Et andet jævnstrømsnet kan ses i testhuset ‘Hus uden stikkontakt’ uden for Sigtuna, også i Sverige. Huset har et vekselstrømsnet, som blandt leverer strøm til opvarmning af brugsvandet.
Tendensen med jævnstrømsnet får ekstra fart på pga. prisnedgangen på solceller, batterier og elbiler. Desuden drives mange almindelige elektriske produkter af jævnstrøm, for eksempel bærbare pc’er, mobiler og LED-lamper.
Derfor begynder stadigt flere at undersøge muligheden for at benytte jævnstrøm direkte.
Ved Aalborg Universitet er et mindre demonstrationshus blevet bygget med et internt jævnstrømsnet, men huset er også tilkoblet vekselstrømsnettet. Josep Guerrero, som forsker i mikro-net på universitetet, fortæller, at forskerne blev forbløffede over, at mange husholdningsapparater fungerer med jævnstrøm uden nogen tilpasninger.
I Uppsala Science Park spår Nicklas Walldan, at Vasakronan kommer til at have et hus kun med jævnstrøm inden for fem år.
»Det kunne være interessant at forsøge. I hvert fald på et kontor,« siger han.
