Slide 1-6 Elektriska Energisystem Teknisk fysik – ABB - Phd Stort system > internet El -> välstånd Härnösand gatubelysning 1885 Outline (trans, gen, lagring) Överföra energi med el? 1,2 Låga omvandlingsförluster Låga transportförluster Nordens största handelsvara Sol -> jord, ta tillvara Stångång (20% / 1 vs 3% / 1000) Ett elkraft system Generation. Låg spänning (12-24 kV), hög ström. 150 kV PF Transmission. Hög spänning (<800 kV), låg ström Distribution. 69 kV -> 120 V Ett elkraft system 2,3 Från Vattenkraft till kund, i fas Lokalproducerad lågspänd kraft (vind) Värdens första 380 kV lina 1952 -> Harsprånget 100 mil. Harsprånget: 977 MW, 2TWh

Slide 7-11 Högspänningsbrytare LTBE 420 kV OCO, 300 ms, 3 min, 40 ms Ljusbåge 25000 C SF6 – diel 2.5 ggr luft (1bar) 500 kV, 100A (Nevada) Varför högspänning? Varför växelström? Förluster = R*I^2 Roterande magnet -> V Mättad kärna Vilken frekvens? 1888 Tesla / Westinghouse 50 Hz?? 25 Hz -> 60 Hz Förluster i kärnan elmotor Järn med låg hyst. / laminat Blinkning 3 Fas Växelström Jonas Wenström 1890 – 3 fas högspänning, AC motor, ASEA Logotyp, 1933 2 faser?? / Cykel

Slide 12-15 El Förnybar till 1970. Industrination! Lule älv – utbyggd. 9e6*100(W)*8*365.25 =2.6 TWh El 2 Samma fas! Transmission N->S HVDC connectors DC back-to-back Finland (400kV) Russia (330kV) Variabel användning Kraft ≠ Energi Vad är skillnaden?? Installerad effekt Reglerbarhet Transienter i systemet Generation vid behov? Utnyttjandegrad Kostnad = installerad effekt Nukleär -> Sol (natt) Havsbaserad / landbaserad Östersjön / Atlanten

Slide 16-19 HVDC Gotland DC länk 1953 Kabel – cap – reaktiv effekt Diel. förluster Isolering – lägre spänning Skin-effect (8 mm) Politiskt (gräva ner) Powerformer™ tekniken Stator – rund kraftkabel Ingen trans. / ställverk Motorformer (70 kV fr. 15 kV) Powerformer (155 kV fr. 24 kV) 2-3% effektivare, 200 MSEK/år Högst verkningsgrad i världen Vattenkraftverk 1200 talet. Kristoffer Polhem - stånggång Betydelsen för svensk välfärd Sverige först i Europa med el Lomfors (100 kW) Vattenkraftverk 2 Itaipu - mer än all svensk vattenkraft Dom tre Ravinernas damm 18 GW

Slide 20-26 Marin strömkraft Vertikalaxlad vindkraft 800 ggr densitet 10 ggr långsammare Tidvatten: Irland ”SeaGen” 1.2MW 18 h Vertikalaxlad vindkraft Enkel, effektiv, resurssnål Höga vindhastigheter Vågkraft 20 kW per enhet 3 enheter – 10 ska byggas Artificiella rev Tätning / mekanisk konstruktion Energilagring Reglerbar generering CAES 55% Pumped hydro 75%

INSERT Renewable energy – problem with power Max 7%, otherwise instable grid Frequency drop, voltage drop 1983 blackout. Why? Tripping of breakers due to oscillations in grid HVDC through Sweden Denmark – highest mountain Power from Holland