Prosjektbeskrivelse PROSJEKTNAVN: SI N GLE - WI RE ELECTRI C POWER SYSTEM Nikola Tesla
B a kgru n n og m å l : Bakgrunn : I de senere år har reduksjon av klimagassutslipp fått et stort fokus. Derfor ønsker man at en større andel av elektrisitetsproduksjon skal komme fra fornybare kilder. Satsing på sol - og vindkraft er imidlertid ikke helt problemfritt. Slike kraftkilder er ofte plassert i avsidesliggende områder der det er vanskelig og kostbart å bygge ut strømnett. Lange avstander fører også til tap av energi som oppstår når elektrisiteten overføres over lange avstander (gjennomsnitts tap på mellom 6% og 10% ). I tillegg, får dagens strømnett problemer når det fylles opp av nye og uforutsigbare kraftkilder. Dagens strømnett er utviklet i en tid hvor strømmen i stor grad skulle fraktes fra store kraftverk og direkte til forbrukere. Dette bildet har imidlertid endret seg de senere årene. Når andelen av sol - og vindkraft kommer opp mot 40% 50%, må strømnettene ombygges i betydelig grad.
M ål : Hovedmål med prosjektet: Tilkobling av oppdrettsanlegg og vindmøllepark til strømnettet er et viktig forskningsfelt både i Norge og i utlandet fordi det er et stort potensial for kostnads - reduksjon. Mange forskjellige konsepter er blitt hittil foreslått, men deres tekniske ytelse og kostnadsbesparelser forblir uprøvd. Hovedmålet med dette prosjektet er å få mer lønnsom og mer konkurransedyktig fornybar energi, ved å gjøre overføring av elektrisitet fra fornybare kraftkilder til forbrukere på en mer effektiv måte ved hjelp av SWEPS - konseptet. Hvilke delmål skal oppnås? Dette prosjektet er et viktig bidrag til en ny generasjon av strømnett fremtidige smarte strømnett. Utvikling og innføring av SWEPS - systemet kan spare samfunnet store kostnader, samtidig som miljøet vernes. Hva får strøm - og nettselskaper ut av prosjektet? SWEPS - teknologi er et nytt og bane - brytende konsept som potensielt kan endre energimarkeder i framtiden. Dette spennende konseptet kan skape både konkurransefortrinn for norske strøm - og nettselskaper og kan samtidig øke verdiskaping for disse selskaper. SWEPS - teknologi er en meget konkurransedyktig teknologi som kan brukes på attraktive markeder og i lønnsomme forretningsmodeller.
Fordeler med SWE P S - teknologi Et viktig bidrag til utvikling av fremtidens smarte strømnett Jevnere energiflyt av strøm i nåværende strømnett. Mer robust og mer pålitelig både drift og vedlikehold av det elektriske energisystemet. Smidigere integrering av energiproduksjon fra fornybare energikilder Lavere kostnader for utbygging av SWEPS - systemet i forhold til kostnader for utbygging av konvensjonelle høyspentlinjer. Energitap hundre ganger mindre enn ved tradisjonell overføring av kraft. Redusert tverrsnitt av ledninger for elektrisk strøm, dermed også redusert behov for bruk av store mengder aluminium og kobber. Ingen ulykker på grunn av dårlige værforhold (flom, snøfall, sterk vind, frost på linje, etc.) Redusert mengde av feil i strømnettet, redusert sannsynlighet for avbrudd og ingen kortslutning. Solenergi, vindkraft til havs og vindkraft til lands blir mer lønnsomme og mer konkurransedyktige, dermed øker satsing på utbygging av slike kraftkilder og dette fører til redusert utslipp av CO2. Fornyelse av en eksisterende og aldrende elektrisk infrastruktur. Samfunnsøkonomiske fordeler i form av økt påliteligheten til el - forsyningen, reduserte kostnader til drift og bedre utnyttelse av eksisterende el - infrastruktur optimalt, slik at investeringer i strømnettet kan utsettes. Norske myndigheters krav om nasjonale mål om egen energiforsyning og myndighetenes krav om utbygging av fornybar og distribuert kraftproduksjon blir imøtekommet mye raskere ved hjelp SWEPS - teknologien.
Anvendelse av SWE P S - teknologi den norske fiskeri - og havbruksnæringen Fiskeri - og havbruksnæring er en energikrevende bransje. Oppdrettsnæring trenger energi for belysning av sine oppdrettsanlegg, drift av oxygengeneratorer, nitrogengeneratorer, kompressorer, sensorer som måler vannets saltinnhold, vannets ph verdier osv. I dag bruker oppdrettsnæring aggregater til strøm, disse strømaggregater er dieseldrevet og dermed slipper de store mengder av CO2. Fremtidens fiskeri - og havbruksnæring kommer til å bli enda mer energikrevende. Flere norske oppdrettere har det siste året søkt om konses - joner der de vil drive offshore oppdrett på eks - ponerte lokaliteter. Nye lokaliteter som per dags dato ikke er tatt i bruk vil kreve mer energi.
SWE P S - teknol ogien har allerede funnet sin anvendelse innenfor olje - og gass industrien Gazprom er et stort energiselskap og er Russlandstørste bedrift med 300000 ansatte. Selskapet opererer Russlands nettverk av gassledninger. Gazprom produserer 94 % av landets naturgass og kontroll - erer 25 % av verdens gassreserver. Gazprom er verdens største gassprodusent, og et av verdens 30 største selskaper, og er rettighetshaver til verdens største offshore gassfelt, Stockman - feltet. Gazprom og VIESH - instituttet undertegnet en avtale med om bruk av SWEPS - teknologien ved enkelte av sine gassrørledni - nger, dette skal være et testprosjekt. Erfaringer fra dette testprosjektet har betydelig overførings - verdi for norsk olje - og gass industri, dvs. mulighet for gjenbruk av disse erfaringer i Norge er absolutt til stedet.
SWE P S - tekn ol ogi kan raskt eksporteres til u tlandet El ektrifiserin g av u tvikl in gsl an d I dag mangler mer enn 1,2 milliarder mennesker tilgang til strøm og 2,8 milliarder mennesker tar i bruk ved til å lage mat og oppvarming av boligene sine. SWEPS - teknologi kan åpne for nye markedsmuligheter i utlandet. Særlig utviklingsland i Asia og Afrika som har mangel på energi - ressurser kan være potensielle kjøpere av SWEPS - teknologi. Det er aktuelt å eksportere SWEPS - teknologi til de fattige land i Asia og Afrika som har store problemer med energi. I India og i mange afrikanske land oppstår strømbrudd flere ganger om dagen fordi nettet overbelastes. SWEPS - teknologi kan løse disse utfordringer. Norske myndigheter (NORAD) satser veldig mye på elektrifisering i utviklingsland fordi dette bidrar til den sosiale og økonomiske vekst i fattige land og ville tjene bærekraftig fremgang i disse land.
Tech n ol ogy Readin ess Level ( TR L) Beskrivelse av hva som skal utvikles: SWEPS - teknologien, som bygger på arbeidet til Nikola Tesla, har allerede blitt utprøvd ved hjelp av flere demon - strasjonsprosjekt ved The All - Russian Research Institute for Electrification of Agriculture s sitt anlegg. Gjennom flere år med testing er dette spennende konseptet blitt verifisert, og resultatene overgår alle forventningene. F orskningsinstituttet VI ESH har flere tiårs erfaring fra SWEPS - prosjekter av ulik størrelse, og har gjennomført en vellykket utvikling av denne teknologien fra FoU - fase til drift. Dette har gitt dem en ledende posisjon når det gjelder å bidra til målet om SWEPS - teknologi i kommersiell skala. Mitt ønske er å utvikle videre SWEPS - teknologi, basert på den erfaringen som utenlandske forskere har allerede opparbeidet. Dette kan realiseres gjennom videre forbedringer av SWEPS - konseptet, slik at dette konseptet blir klar til kommersiell utnyttelse i Norge og i utlandet.
Technology Readiness Level ( TR L) Start - TRL 6 - fase: I dag er SWEPS - teknologien utarbeidet for overføring av elektrisk kraft på opptil 100 kw. Overføring av strøm med høyere effekt krever bruk av elektroniske enheter (transistorer, tyristorer, dioder, etc.) med økt effekt og med økt pålitelighet. Mål - TRL 7 - fase: Det er nødvendig å gjennomføre ytterligere forskning, samt å foreta videreutvikling og testing av muligheter for strømoverføring ved hjelp av resonanseffekten, med en kapasitet på mer enn 100 kw. Det er også nødvendig med utviklingen av et full skala prototype som skal demonstreres i et operativt miljø i Norge, før eventuell kommersiell anvendelse.
Resu l tater og m etode Resultater og kommunikasjon Fyll inn hvilke resultater/leveranser du forventer i prosjekt: En av de mest presserende problemene med energi i dag er økonomiske kostnader knyttet til problemet med utbygging av strømnettet i avsidesliggende strøk, energiforsyning av oppdrettsanlegg, overføring av elektrisk kraft over lange avstander og betydelige utfordringer med tilkobling av fornybare energikilder (solenergi, vindkraft) til strømnettet. Prosjektet skal bidra til å løse de utfordringene nevnt ovenfor. Metode Metoder som skal brukes er litteraturstudie, utvikling av et prototype og testing av prototypen i Norge. Hvorfor er dette forskning og utvikling - Hva er nyhetselementet? SWEPS - teknologi er en ny, innovativ og banebrytende teknologi som på en unik måte løser utfordringer med tilkobling av fornybare energikilder (solenergi, vindkraft) til strømnettet. Nyhets - elementet er at store mengder av elektrisk strøm overføres gjennom én enkelt ledning ved hjelp av resonanseffekten og den rette impedanstilpasning.
Takk for oppmerksomhet! Statue av Nikola Tesla i nærheten av Niagarafallene, der verdens første vannkraft ble utbygget i året 1895, med utgangspunkt i Nikola Teslas idéer og patenter