För att få rätt spänning i exempelvis belysning, tv och köksapparater sker en omvandling i två steg från växelström (AC-DC steg) till användbar likspänning via ett DC-DC-omvandlarsteg. I varje steg blir det energiförluster och i sista steget är förlusterna 10–25 procent beroende på produkt. Trots detta har intresset för att minska dessa energiförluster varit liten, vilket beror på att produkterna som använder elen är förhållandevis billiga, samt att för varje apparat är det liten genomförd effekt och därmed inte så stora kostander för förlusterna. Men med ökade priser på såväl produkter som el kan det finnas ett ökat intresse för att minska dessa energiförluster.
Se vad forskaren Thorbjörn Thiringer vid Chalmers Tekniska Högskola har att säga om projektet!
I detta projekt har forskare vid Chalmers samarbetat med representanter från Ericsson, Plejd och Rise. Fokus har legat på förlusterna i DC-DC-omriktarsteget och de har under projektet designat tre olika omriktare, vilka har använts i tre typer av byggnader: en kontorsfastighet, en villa med fjärrvärme och en villa med värmepump. I villorna fanns flera produkter som använder omvandlare, bland annat frysbox, tv och belysning. I kontorsfastigheten fanns tio kontorsplatser med ett gemensamt fikarum med kyl, frys och diskmaskin.
Projekt: Energieffektiv spänningsomvandling för ellaster i byggnader
Utförare: Chalmers Tekniska Högskola
Samfinansiärer: Energimyndigheten, Plejd AB, Ericsson AB
Projektstart: Januari 2020
Projektslut: September 2023
Projektbudget: 3 100 000 kr
Projektledare: Torbjörn Thiringer
Energimyndighetens projektnummer: P2019-90060
Med hjälp av mätningarna på de designade omriktarna samt mätningar på nyckelprodukter i byggnader, genomfördes beräkningar på vad besparingarna kunde innebära på byggnadsnivå. Resultatet visar att jämfört med referensomriktaren kan de nya designade omriktarna minska energiförlusterna i villorna med mellan 4–24 procent, men i det mest extrema fallet, 76 procent. Det innebär att energiförbrukningen i byggnaderna kan minska 5–8 procent.
I kontorsfastigheten gick det att spara 12 procent av energiförbrukningen. I kontorslokalerna behöver man dessutom ofta kyla bort överskottsvärme från bland annat datorer under halva delen av året. Det krävs lika mycket energi för att kyla bort förlustenergin i byggnaden som den direkta förlusten de orsakar. Genom att kunna minska överskottsvärmen kan därmed besparingen blir ännu större i just kontorsbyggnader.
Du kan läsa mer om projektet i slutrapporten nedan:
- I projektet har man designat omriktare och de har uppnått målet att halvera energiförlusterna i DC/DC-omvandlarsteget.
- Dessa omriktare har gjorts som prototyper där nyttjandegrader i en byggnad och verkningsgrader för omriktarna mätts upp vilket kunnat användas för beräkningar i tre olika typer av byggnader – småhus med fjärrvärme respektive värmepump samt kontorsbyggnad.
- I en villa med fjärrvärme var energibesparingen 7,8 procent av totalförbrukningen och för en villa med värmepump var energibesparingen 4,9 procent.
- I kontorsfastigheten var energibesparingen 12 procent och att besparingspotential är högre än i villor beror på att det finns en många apparater som arbetar via småeffektsomvandlare.
- Nyttan i kontorsfastigheter är dessutom extra stor där man kyler bort överskottsvärmen under halva året. Att kunna minska överskottsvärmen har därför extra stor nytta.
Text: Ann-Sofie Borglund