Institutionen för teknikvetenskaper

CFE - Centrum för förnybar energiomvandling

Period: 2013-05-01 till 2015-12-31 (CFE III) (CFE II var 2009-04-01 till 2013-04-01 och CFE I var 2007-07-01 till 2008-06-30)

Finansiärer: Enfergimyndigheten och Uppsala universitet (CFE I och CFE II finsnsierades även av VINNOVA och Statkraft)

Projektledare: Mats Leijon

Forskningen inom Centrum för Förnybar Elenergiomvandling (CFE) är praktiskt orienterad och förväntas resultera i ett flertal lösningar för förnybar elenergiomvandling. Såväl specifika tekniska lösningar som generella studier av olika förnybara energikällors natur avses. CFE är inne på sin tredje omgång (CFE III). Projektet delades tidigare in i fem huvudsakliga arbetsområden; grundläggande teori och experiment, system, vågkraft, vindkraft samt marin strömkraft. I senaste omgången strukturerades dock projektet om och består idag av ämnesområdena vågkraft och marin strömkraft, där grundläggande teori och system har sammanfogats med de två nya huvudområdena.

CFE finansierar doktorander inom respektive område och främjar seminarier, internationella utbyten samt deltagande i innovationstävlingar. Dessutom är önskade effekter av arbetet att patent kan sökas samt att ett eller flera bolag kan startas för kommersiell utveckling och produktifiering. På sikt kan forskningen leda till uppbyggnad av en ny svensk industri som syftar till att göra tekniska lösningar tillgängliga på marknaden.

Energikällorna som avses inom CFE berättigar till gröna certifikat.

Problemställning

Grundtankarna är att anpassa energiomvandlingen till naturens förutsättningar genom att utnyttja de möjligheter som ges av kabellindad generator, numera kommersiellt tillgängliga starka permanentmagnetiska material, framsteg inom mjukmagnetiska material, samt förbättringar inom kraftelektronik som med relativt små förluster klarar hög effekttäthet.

Möjligheter till ny förnybar elkraft med god utnyttjandetid (drifttimmar per år), jämförbar med vattenkraften, finns i nuläget inom våg och undervattenskraft. Båda dessa områden har på senaste tiden erhållit allt större internationellt intresse p.g.a. deras potential att bidra med miljövänlig el. De utmaningar man idag jobbar med är att på ett kostnadseffektivt sätt kunna utnyttja energin, samtidigt som man behöver kunna hantera de stora krafterna och den svårtillgängliga miljön som finns till havs.

Övergripande mål

Det övergripande och långsiktiga målet för verksamheten inom CFE är att konsolidera och vidareutveckla den kompetens och resurs som etablerats inom elektromagnetisk omvandling med tillämpningar inom förnybar elproduktionsteknik.

Det ska inom CFE ske genom att fortsatt utveckla teorier och analytiska metoder för elektromagnetisk omvandling samt att med denna teoretiska grund utveckla tekniskt och ekonomiskt konkurrenskraftig teknik för förnybar elproduktion ur lågfrekventa rörelser i vågor, vind samt strömmande vatten. Verksamheten ska på sikt resultera i:

  • en teoretisk grund, analytisk teori och beräkningsmetoder för omvandlare/generatorer utvecklade ur Maxwells ekvationer för den elektriska omvandlingen, och ur de grundläggande strömningsteorierna för energiutvinning ur vågor, vind och strömmande vatten
  • beräkningsmodeller för simulering av de totala systemen för elproduktion ur vågor, vind och strömmande vatten – från en beskrivning av det strömmande mediet via omvandling till el i mekanik, generator och elsystem fram till elleverans till nätet
  • ekologiskt hållbara tekniklösningar som tillgodoser miljökrav och bidrar till att uppfylla de svenska miljömålen
  • verifiering, utvärdering och demonstration av idéer och teknik i prov av modeller och prototyper i laboratoriemiljö och i naturliga omgivningar i de olika separat finansierade experimentanläggningarna
  • en belysning av systemaspekter relaterade till utveckling, exploatering och införande av tillämpningarna med bedömning av teknisk och ekonomisk potential, acceptans och miljökonsekvenser
  • ett underlag som kan lägga grunden för en kommersiell exploatering av utvecklad teknik inom svensk industri