Vår energilösning – generering, lagring och smarta nät

Vi avser ta vara på den mekaniska energi som redan används när dörrar och skåp öppnas och stängs i skolan. 

I gångjärnen kommer vi att integrera ett mekaniskt transmissionssystem med kugghjul-utväxling. Systemet växlar upp dörrens långsamma rotation så att permanentmagnet-generatorn kan arbeta vid en högre rotationshastighet. På så sätt kan en denna arbeta med högre rotationshastighet och omvandla den mekaniska energin till elektrisk energi.

Eftersom varje öppning bara genererar en liten mängd energi är energilagringen en central del av vårt system. Den producerade elektriciteten går först genom en likriktare och en spänningsregulator som anpassar och stabiliserar den elektriska energin. Därefter leds energin till en superkondensator. Superkondensatorer fungerar som ett snabbt energilager och kan ta emot de korta energipulser som uppstår varje gång en dörr eller ett skåp öppnas.

När superkondensatorer har nått en bestämd laddningsnivå överförs energin kontrollerat till ett batterilager genom en DC-DC-omvandlare och ett laddningsstyrsystem. 

Batteriet fungerar som långtidslagring och gör att energin kan användas senare, även när dörrarna och skåpen inte används lika mycket. På så sätt behöver produktion och förbrukning inte ske samtidigt.

Vi avser dessutom koppla samman generatorerna och energilagren genom ett lokalt smart elnät. Ett ADMS-inspirerat styrsystem kan kontinuerligt övervaka energiproduktion, lagringsnivåer och förbrukning. Systemet kan därefter styra energiflödet och prioritera exempelvis LED-belysning och sensorer när det finns tillräckligt med lagrad energi. Om förbrukningen är låg kan systemet istället prioritera lagring.

Med våra nuvarande antaganden skulle skolans 1 000 skåp, 100 vanliga tunga dörrar och 15 stora metalldörrar kunna generera ungefär 800 Wh per dag, före energiförluster. Genom effektivare kugghjulsutväxling, generatorer och kraftelektronik kommer vi att minska förlusterna och få en större andel av den producerade energin lagrad och användbar.

Vår idé är inte att en enskild dörr ska producera stora mängder elektricitet. I stället vill vi kombinera många små energikällor, effektiv energilagring och ett intelligent styrsystem. Dörrar och skåp fungerar som energikällor, superkondensatorer hanterar de snabba energipulserna, batterier lagrar energin över längre tid och det smarta elnätet styr hur energin fördelas och används där den behövs.

Innehåll:

⚙️ Kugghjulsutväxling – finns med.

🧲 Permanentmagnetgenerator – finns med.

🔌 Likriktare och spänningsreglering – finns med.

🔋 Superkondensator som snabb energilagring – finns med.

🔋 Batteri som långtidslagring – finns med.

⚡ DC-DC-omvandlare och laddningsstyrning – finns med.

🧠 Smarta nät – finns med.

🖥️ ADMS-inspirerat styrsystem – finns med.

💡 LED-belysning och sensorer – finns med.

📊 ≈60 Wh/dag enligt vårt antagande – finns med.

📈 Möjlighet att förbättra verkningsgraden – finns med.

🚪 Energi både vid öppning och stängning – saknas i senaste versionen.

🔄 Att energin kan flyttas mellan olika delar av skolan – kan förtydligas.

🛡️ BMS och övervakning av batteriet – saknas.

📍 Lokala energinoder för olika klassrum/korridorer – kan läggas till.