VäxtBatteriet++
Tävlingsår:

Funktionalitet
Vår idé hjälper till att lagra överskottsenergi från oregelbundna energikällor som vind- och solkraft. Växterna odlas i ett växthus där de i första hand nyttjar vanligt solljus under dygnets ljusa timmar. När det uppstår ett överskott på elnätet leds denna energi till effektiv växtbelysning i växthuset. Växtlamporna fungerar som ett tillskott som förlänger växternas dygns- och säsongsodling. Växterna, till exempel majs, sockerbetor, korn eller vete, omvandlar då strålningsenergin (både från solen och lamporna) till glukos och kemisk energi genom fotosyntesen. Detta gör att vi kan odla året om och få betydligt större skördar.
Anledningen till att vi väljer majs, sockerbetor, korn och vete är att de alla ger oss både mat som kan ätas och samtidigt mycket blast, stjälkar och kolvar som vi kan använda till vårt VäxtBatteri++ för att lagra energin. Dessutom är alla fyra mycket lämpliga att odla i Sverige och då framför allt i södra Sverige där vi bor. Detta ger oss extra mycket kemisk energi som vi kan använda till vår idé. Men man kan givetvis titta vidare på andra grödor för att undersöka vilken av grödorna som kan lagra mest kemisk energi per hektar samtidigt som den kräver rimliga mängder vatten och näring för att göra VäxtBatteriet++ så energieffektivt som möjligt.
Den kemiska energin kan lagras ännu längre än själva växtens livstid, och det drar vi nytta av genom att använda lite av överskottsenergin till torkning av växterna. Därefter lagras de i ett torrt och mörkt utrymme där den kemiska energin kan bevaras i 1–3 år. Torkrummet och lagringsrummet placeras bredvid odlingarna för att minska utsläpp från transporter.
När energin väl behövs, till exempel på vintern när solkraften kanske genererar mindre energi, förbränner vi de torkade växterna i ett kraftverk. Detta värmer upp vatten som omvandlas till vattenånga. Vattenångan leds i ett rör till en turbin som börjar snurra, som i många andra kraftverk. Turbinen är kopplad till en generator som utvinner elektrisk energi. Vi kan alltså producera el så fort behovet ökar.
Hållbarhet
VäxtBatteriet++ gör att överskottsenergi från vind- och solkraft kan lagras och användas vid ett senare tillfälle.
Vår ide är mycket mer klimatsmart än traditionella batterier eftersom växterna tar upp koldioxid när de växer och samma koldioxid släpps sedan tillbaka när de förbränns. Detta är den lilla delen av kolets kretslopp som inte tillför någon ny koldioxid till atmosfären när energin omvandlas, vilket ger vår idé en klar klimatfördel. Det tillkommer dock en viss klimatpåverkan när vi bygger kraftverket och lagringsutrymmena. Samtidigt skapar dessa byggprojekt och den löpande driften nya arbetstillfällen, såsom att skörda odlingar, torka växter, underhålla lagret och arbeta i kraftverket.
Dessutom bidrar vår idé inte bara till energilagring vi kombinerar detta med matproduktion. Vid matbrist i samhället prioriteras grödan till livsmedel, medan enbart blad och rester används till energilagring. Om det däremot finns tillräckligt med mat kan hela växten torkas och förbrännas för att utvinna maximalt med energi. Odlingarna bidrar alltså med både matförsörjning och lagrad energi.
Vi tänker även att odlingarna får vatten från regnvattnet som vi samlar upp samt att spillvärmen som kommer från kraftverket kan användas för att värma upp odlingarna då det är kallt, som på vintern.
Årets tema
Årets tema handlar om att överbrygga klyftan mellan när energi produceras och när den faktiskt behövs. VäxtBatteriet++ löser detta genom att ta hand om överskottsel som uppstår i stunden och omvandla den till en stabil, lagringsbar råvara (torkad biomassa) som inte bryts ned över tid.
Vår idé fungerar som en flexibel energibuffert på flera olika tidsskalor:
På kort sikt kan överskottsel från soliga dagar eller blåsiga nätter användas direkt i växthuset för att snabba på tillväxten eller i torkprocessen.
På lång sikt gör torkningen av växtmaterialet att den kemiska energin kan lagras säkert i flera år utan energiförluster. Det gör att överskott från en solig sommar kan sparas och förbrännas för att ge el och värme under en smällkall vinter tre år senare.
Systemet kan dessutom köras i båda riktningarna samtidigt. Om energiläget är instabilt kan vi parallellt fylla på lagret med nytt växtmaterial under timmar med elöverskott, samtidigt som vi förbränner tidigare lagrat material under timmar med elbrist.
Nytänkande och kreativitet
Vår idé är nytänkande på flera sätt. Framförallt är det en ny typ av energilagring som inte kräver sällsynta metaller och som har betydligt lägre koldioxidutsläpp vid tillverkning än vanliga batterier.
Det är lätt att förväxla vår idé med traditionella biobränslen, men det finns viktiga skillnader. Genom att använda överskottsel direkt för att driva tillväxten i växthuset fungerar VäxtBatteriet++ som en aktiv lagrare av överskottsenergi, vilket vanliga biobränslen inte gör.
Till skillnad från storskaligt skogsbruk som tar decennier att återhämta sig, använder vi snabbväxande grödor på redan befintlig jordbruksmark. Vi kan dessutom främja den biologiska mångfalden genom att växla mellan olika grödor på fälten.
VäxtBatteriet++ lagrar även energin snabbare än många andra biobränslen eftersom vi använder snabbväxande grödor jämfört med skogsbruk, där träd kan ta upp till 80 år på sig att växa upp. Med växtbelysningen kan vi dessutom odla vårt bränsle året om så länge det finns överskottsenergi att lagra.
Träbaserat biobränsle kräver också ofta långa transporter när virke ska avverkas och fraktas. Genom att placera torkning, lagring och kraftproduktion i direkt anslutning till odlingarna minskar vi behovet av tunga transporter, vilket sänker både transportkostnader och utsläpp.
