Ny opfindelse kan sikre mere effektiv lagring af grøn energi
Et netop afsluttet forskningsprojekt har udviklet en ny og langt mere effektiv måde at konvertere energi fra vindkraft og solceller til eksempelvis lagring på et batteri. Med en indbygget målemetode kan opfindelsen også anvendes til at overvåge batterier i eksempelvis elbiler.
Når energien fra vindmøller og solceller skal opbevares på et batteri eller omdannes til brint i en katalyseproces, som er vigtig i Power-to-X, sker det ved at sende energien gennem en konverter for at sikre den rette spænding. I den proces vil der altid ske et tab af energi, og derfor har forskere på DTU leget med ideen om at overføre energien mere direkte fra kilden, f.eks. solcellen, til batteriet og dermed sikre en større effektivitet i udnyttelsen af energien.
Det er nu sket ved at udvikle en ny metode, delvis konvertering, hvor den største mængde af energien sendes direkte uden tab til batteriet og kun en mindre del kommer forbi konverteren.
– Vi har dermed reduceret tabet af energi markant. Hvor man traditionelt regner med en effektivitet på omkring 90 procent i konverteringen af energien, har vi forbedret den til 97 procent. Og forbedringen er endnu større, når man på et tidspunkt skal bruge energien fra batteriet, hvor effektiviteten traditionelt er omkring 80 procent, men vores løsning har en effektivitet på 95 procent, fortæller Kasper Lüthje Jørgensen, der har udført projektet som ph.d.-studerende på DTU Elektro.
Større effektivitet, reduceret størrelse og pris
Den nye metode betyder ikke blot en langt højere effektivitet ved lagring af energien, men også en reduktion i størrelsen af de komponenter, der skal anvendes til konverteringen.
– Vi har bygget en prototype af den nye opfindelse, som i første omgang er testet i de to virksomheder, der er tilknyttet forskningsprojektet. Her viste testene de samme effektivitetsforbedringer, som jeg havde beregnet teoretisk. Og prototypen fyldte et minimum i forhold til de komponenter, virksomhederne hidtil har anvendt. Det medførte så stor begejstring, at den ene virksomhed straks bestilte 20 prototyper, fortæller Kasper Lüthje Jørgensen.
En anden væsentlig del af projektet var at undersøge muligheden for at inkludere målemetoden elektrokemisk impedans spektroskopi i den nye opfindelse. Det lykkedes også.
– Målemetoden gør det på sigt muligt at forudsige, hvornår et batteri ikke længere kan levere den ønskede ydelse, og det derfor er tid at gribe ind. Det er blandt andet interessant i forhold til elbiler, hvor ejeren gerne vil kende fejl i batteriet og dermed undgå at strande et sted med en bil, der ikke vil køre længere, siger lektor Zhe Zhang, DTU Elektro, der har været overordnet ansvarlig for forskningen.
Interessant i forhold til elbiler
En af de virksomheder, der har deltaget i forskningsprojektet, er Lithium Balance, der producerer battery managementsystemer. Her ser man store perspektiver i den nye opfindelse.
– Vi kan se et potentiale i at anvende den til fremtidens elbiler, der får større og flere batterier for at kunne køre længere. Her vil den nye opfindelse være et væsentligt skridt mod at kunne reducere størrelsen og prisen, både for elbilen og den tilhørende ladestander, siger Claus Friis Pedersen, Director of R&D i Lithium Balance.
– Samtidig kan den nye opfindelse anvendes til alle typer spænding. Det er væsentligt i forhold til det globale marked, hvor spændingen i elnettet varierer fra land til land, siger Claus Friis Pedersen.
Claus Friis Pedersen understreger, at det for danske virksomheder er vigtigt at kunne samarbejde med DTU og andre universiteter om udviklingsopgaver som denne, der kan få stor betydning for deres fremtidige produkter, men som ligger uden for de teknologiområder, de selv behersker.
Der er taget patent på den nye opfindelse og det næste skridt bliver nu at fortsætte projektsamarbejdet om at modne metoden, så den bliver klar til at sende på markedet og tilpasset anvendelser inden for flere forskellige formål.
