Batteri gör reservkraft mer effektiv
Forskare på Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI) har börjat undersöka hybriddrift i reservkraftsystem. De menar att det är möjligt att spara upp till en fjärdedel av bränslet genom att koppla till ett batteri.
Reservkraftsanläggningar som drivs av diesel är ofta ineffektiva när det gäller bränsleförbrukning.
Forskarna på FOI gjorde därför experiment för att se om det går att få bättre verkningsgrad genom att koppla ihop ett batteri med ett dieselaggregat. En dieselmotor har i optimala fall en verkningsgrad på uppåt 40 procent, vilket betyder att man får ut 40 procent av den tillförda energin – dieseln – i användbar energi från motorn. Resten försvinner i värme.
– Verkningsgraden kan variera beroende på dieselmotorns belastning. Vi såg att när vi närmar oss dieselmotorns maxbelastning har vi en verkningsgrad på cirka 40 procent. Men när vi ligger på låg belastning och använder 10–20 procent av motorns maxkapacitet, så sjunker verkningsgraden till närmare 20 procent, säger Elias Lallo, forskningsingenjör på avdelningen Vapen, skydd och säkerhet på FOI.
I experimentets första del använde forskarna ett dieselaggregat som de lånat från Försvarsmakten och ett kraftfullt batteri som bland annat används på byggarbetsplatser. De mätte först med en våg hur mycket bränsle som gick åt vid olika belastning på dieselmotorn jämfört med hur mycket energi de fick ut från aggregatet, för att se verkningsgraden.
Därefter gjorde forskarna samma sorts experiment med batterisystemet. Batterier har generellt betydligt högre verkningsgrad än förbränningsmotorer, och verkningsgraden varierar inte heller lika mycket beroende på belastning.
Utifrån mätningarna såg forskarna att det skulle gå att spara upp till 25 procent av bränslet genom att koppla ihop dieselaggregat och batteri. De undersökte även elkvalitet i form av frekvensstabilitet och harmonisk distorsion, och kom fram till att elkvaliteten var bättre från batterisystemet än från dieselverket.
– Idén är att batteriet huvudsakligen försörjer anläggningen med ström och att dieselmotorn huvudsakligen används vid optimal verkningsgrad i korta intervall för att ladda upp batteriet. Det är lite samma princip som de första hybridbilarna, för att minska bränsleförbrukningen totalt, säger Elias Lallo.
– Det är väldigt positiva värden initialt. Nästa steg är att koppla ihop allting och verifiera i praktiken, fortsätter han.
Den främsta nackdelen med att använda sig av batterier i reservkraftsdrift är enligt Elias Lallo brandrisken som kommer med den aktuella batteritypen, litium-jonbatterier, och det extra utrymme som krävs.
– De har utvecklats mycket, och innehåller mycket energi jämfört med tidigare, på en liten yta. Det innebär att det kan uppstå en kraftig brandutveckling om oturen är framme. Därför är det viktigt att dimensionera utrymmet där batteriet står för det så att man kan få ut brandgaser och kan släcka batteriet. Vill man ha något säkrare, kan en annan batterikemi vara intressant. Men det är en avvägning.
Källa: FOI
