kommentar

Star Wars gir håp for kraftsystemet

Ettersom omformere erstatter synkrongeneratorer, har kraftsystemet blitt svakere. Men trøbbelmakeren kan, som Han Solo, bli en viktig del av løsningen.

Framtiden er ikke lik fortiden. Vi står i et teknologiskifte vi ikke kan se bort fra. Han Solo trenger også sin store, stødige venn Chewbacca.
Framtiden er ikke lik fortiden. Vi står i et teknologiskifte vi ikke kan se bort fra. Han Solo trenger også sin store, stødige venn Chewbacca.
Jarand Hole
Jarand Hole Spaltist

Denne kommentaren gir uttrykk for skribentens meninger. 

I dag avrundes Verdens økonomiske forum, som etter planen skulle være i dialogens ånd. Men verden er et annet sted, det er alvor nå. Europa har innsett at vi må stå sammen, og støtt. En viktig forutsetning for spesielt det siste er vår egen konkurranseevne.

Rapporten «Super»-Mario Draghi leverte i september 2024, beskriver situasjonen som en eksistensiell utfordring, noe som ikke framstår mindre sant etter uken i Davos.

Rapporten sier at Europa må lukke innovasjonsgapet mot USA og Kina, samkjøre avkarbonisering og konkurransekraft, samt øke sikkerheten og redusere avhengighetene våre.

Ren og rimelig konkurransekraft

Så dykker Draghi ned i energisektoren. Budskapet er ganske enkelt at vi trenger et avkarbonisert energisystem med lave priser. Uten det vil vi neppe evne å stå hverken sammen eller støtt.

Kraftsystemet må levere rimeligere enn i dag, også til det økende behovet for strøm. Og det må være til å stole på. Det er her vi havner midt i en av de heteste samtidspotetenes kjerne. De rimeligste kildene til ny kraftproduksjon er riktignok utslippsfrie, men væravhengige.

De kan ikke alene dekke behovet for strøm i tide eller utide, selv om en diversifisering av ulike væravhengige kilder hjelper et stykke på vei. Det behøves likevel enten fleksibel strømproduksjon som produserer når været ikke vil, fleksibelt forbruk som forbruker når været vil, eller lagring som kan flytte strøm i tid. Formodentlig en kombinasjon.

Om Europa skal styrke sin konkurranseevne gjennom et avkarbonisert kraftsystem med lave priser, er det ikke til å komme unna at værhavhengige teknologier som vindkraft og solkraft og dertilhørende lagring i batterier er en sentral del av løsningen. Men mange har rett når de påpeker at dette ikke nødvendigvis gir et stabilt kraftsystem. Et til å stole på.

En megawatt er ikke en megawatt

For disse teknologiene er ikke bare væravhengige, de trenger også omformere for å knyttes til nettet. Selv om man skulle kunne fylle på med litt fleksibel produksjon her, og flytte litt energi der, er det rett og slett sånn at de fleste omformerne knyttet til nettet i dag ikke leverer samme respons ved hendelser i kraftsystemet som synkrongeneratorer gjør.

Omformere

En omformer er betegnelsen på kraftelektronikk som oversetter likestrøm til vekselstrøm eller motsatt. Det vil si, den oversetter likespenning til vekselspenning, og så følger strømmen egentlig bare etter. Den gjør om på formen til spenningen.

En omformer som gjør likespenning til vekselspenning kalles en vekselretter. Enkelt forklart skrur den likespenningen av og på, veldig fort og med ulik varighet «på» av gangen. Dette skjer gjerne mange tusen ganger i sekundet.

Når bryteren er på lengre, blir spenningen ut sterkere, og jo lengre bryteren er av, jo lavere er spenningsnivået ut. Men om dette var alt, ville formen på spenningen ut vært veldig hakkete, helt opp og helt ned.

Ved å kjøre signalet gjennom en kondensator, glattes spenningen ut og får sin bølgeform som ønsket. Dette er fordi spenningen gjennom en kondensator ikke kan endres momentant. Kul og nyttig fysikk.

Den historiske realiteten er at når megawatt fra omformere erstatter megawatt fra synkrongeneratorer, blir kraftsystemet på et vis svakere, og stabiliteten kan bli truet. Dette er ikke kontroversielt, men en beskrivelse av en teknologi.

En som unngår forpliktelser, ansvar og ikke bidrar til systemet. En som ser omverdenen som et sted der man må overleve ved å passe seg selv og sine behov. En som ofte ignorerer planen som er lagt og bare lager sin egen plan i hetens øyeblikk.

Vel, akkurat det siste avsnittet der er bare en beskrivelse av karakteren Han Solo fra Star Wars, før han tar tak.

Herfra handler det om Star Wars

Om kraftsystemet er galaksen, er omformerne godt mulig Han Solo. Star Wars kan som regel lære oss en lekse eller to: For selv om problembeskrivelsen kan være riktig, gir den ikke alltid fasit for fortsettelsen.

Han Solo introduseres riktig nok som en uforutsigbar lasaron, muligens å ta litt hardt i mot omformerteknologi, men returnerer i riktig øyeblikk og blir lederskikkelsen vi alle trenger.

Om ikke innledningen var tydelig, er stagnasjon åpenbart fienden i denne historien. Mangel på framgang for både klimahandling og produktivitet. Og siden galaksen er kraftsystemet, er Imperiet et ustabilt kraftsystem. Imperiet i Star Wars stritter imot endring og lar the dark side vokse. Det gir i og for seg mening at the dark side fører til blackout.

Han Solo blir med på laget

Men tilbake til Han Solo. Han er jo ikke ond til å begynne med heller, bare en som aldri ble bedt om å bidra til galaksens beste. På dette stadiet er Han fremdeles en nettfølgende (grid-following) omformer.

Imperiet kan ikke bekjempes om ikke alle spillerne på motstanderlaget kommer på banen. Jeg minner om at Imperiet er ustabilitet, og motstanderlaget naturligvis er Opprørsalliansen. Og her vi står nå, har Han Solo entret banen for alliansen.

Dette skjer allerede i den første filmen, film fire. Han hjelper etterhvert til, men bare fordi han får betalt. Han skylder tross alt sin investor (Jabba the Hutt) penger. Som en nettfølgende omformer kan han spille, men er fremdeles ikke god under høyt press.

Solo goes grid-forming

Og nå presser Imperiet. De er forøvrig ledet an av sithene, mer eller mindre i skjul: Da Det hvite hus portretterte Trump som en muskuløs Star Wars-karakter i fjor, var lyssabelen treffende nok rød. Sithenes farge.

Men nå til hovedpoenget: Karakterer er dynamiske. Spillernes betydning for laget kan endres. Skjønt mange har rett når de påpeker omformernes påvirkning på kraftsystemet, virker det som de glemmer noe. Det er ikke likhetstegn mellom fortid og framtid, det er ikke uten grunn at Han Solo er kåret til den 14. beste helten gjennom tidene. Foran både Robin Hood, Superman og Batman.

Han dukker opp når alliansen skal ødelegge Dødsstjernen, selve symbolet på Imperiets trussel. Videre blir Han Solo en lederskikkelse i alliansen. Han er der når laget trenger det som mest, under høyt press. Trøbbelmakeren endrer modus operandi og blir en viktig del av løsningen. Solo blir nettformende. Akkurat den var bedre på engelsk, faktisk: Solo goes grid-forming.

Ops. Oi, ja. Dette skulle egentlig bli en forklaring av nettformende omformere. En «Slik snakker du med barna om grid-forming». Om du har kommet hit, og fremdeles behager en forklaring på grid-forming, se boksen under.

To former for omformere

Forskjellen på grid-following og grid-forming:

Navnene er heldigvis til hjelp. En grid-following omformer følger etter spenningen som settes av de andre (synkrone) generatorene i nettet. En grid-forming omformer, derimot, kan lede vei og sette sin egen spenning, og «gir» dermed denne til nettet der den er koblet til.

Hovedforskjellen på grid-forming og grid-following er kort sagt innstillingen for hva som er omformerens primære mål. Der en grid-following omformer sikter på å være en strømkilde, som dytter inn strøm i det nettet den er koblet til, oppfører en grid-forming omformer seg som en spenningskilde. Dens mål er å produsere en gitt spenning.

Begge varianter kan levere tjenester som kraftsystemet behøver. Grid-following trenger riktignok drahjelpen fra andre generatorer, men vil da kunne måle endringer i strømnettet og justere strømmen den leverer for å tjene kraftsystemet. Det hjelper, men slike kontrollsløyfer med tilbakekobling kan også gi ustabilitet. Innen den nettfølgende omformeren har rukket å justere, kan spenningen i nettet ha endret seg videre.

Grid-forming omformere, derimot, holder spenningen sin (på kort sikt) fast. Dermed vil en endring i nettspenningen føre til en momentan endring i strømmen den leverer. Det er en konsekvens, det kan ikke være ulik spenning i punktet der omformeren møter nettet. Da endres strømmen gjennom omformerens indre motstand, slik at spenningsfallet ut til kontaktpunktet blir riktig og spenningene matcher hverandre der.

Tilsvarende som for synkrongeneratorer som har energi lagret i et stort, snurrende hjul, trenger denne typen respons lagret energi. I alle fall om strømmen øker. Fullstendig grid-forming krever noe lagret energi. Om det er på plass, vil omformere stort sett kunne levere de systembærende egenskapene som sykrongeneratorer kan levere.

Også evnen til å svartstarte strømnettet etter strømbrudd. Unntaket som bekrefter regelen er muligheten for å respondere med kraftig økning i strømstyrke i veldig korte perioder. Der en synkrongenerator kan levere flere hundre prosent over merkestrømmen sin i et tidels sekund, kan omformere bare øke strømmen med noen titalls prosent. Dette må man fremdeles ta hensyn til i kraftsystemer med stor andel omformertilknyttet strømproduksjon.

Framtiden er i alle fall ikke lik fortiden. Vi står i et teknologiskifte vi ikke kan se bort fra. Han Solo trenger også sin store, stødige venn Chewbacca. Men sithene presser på, og det er omtrent akkurat nå Han går fra å følge til å forme.

kraftsystem kommentar energi synkrongenerator omformere

Les flere artikler









Powered by Labrador CMS