Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

Cameleonix: tilpasningssmarte strømomformere for fleksibel, kostnadseffektiv og bærekraftig strømforsyning

Alternativ tittel: Cameleonix: adaptable power converters for flexible and sustainable power supply

Tildelt: kr 14,0 mill.

Prosjektnummer:

309596

Prosjektperiode:

2020 - 2022

Midlene er mottatt fra:

Organisasjon:

Geografi:

Bakgrunnen for dette prosjektet er knyttet til behovet for mer bærekraftig elektrisitetsproduksjon og transport. Dette medfører igjen et behov for lavere kostnad for elektrifisering basert på solenergi og for lade-infrastruktur. Med økt strømproduksjon fra varierende fornybar-kilder og med økt belastning på strømnettet fra elbil-lading, trengs det også mer fleksibilitet i strømnettet. Målet i dette prosjektet var å ha utviklet og demonstrert et innovativt strømomformersystem som kan anvendes som et multi-verktøy i framtidens strømnett for kostnadseffektiv utrulling av batteribasert energilagring, solstrøm og elbil-lading. Det nye strømomformersystemet skulle kunne benyttes av nettselskap for å redusere flaskehalser og spenningsproblemer i nettet, noe som kan oppstå som følge av økt distribuert elbil-lading og produksjon av solstrøm. De nye strømomformerne skulle også kunne benyttes i bygg og mikronett både for produksjon og lagring av solstrøm. Resultatet av prosjektet har blitt et nytt konsept og teknologi for strømomforming og styring av batteribasert energilagring. Denne nye teknologien har dannet grunnlaget for en internasjonalt konkurransedyktig norsk bedrift som har vokst fra under 20 medarbeidere til over 50 i prosjektperioden. Prosjektet har utviklet og forbedret en toveis strømomformer. Denne har omformeren kan fungere både som en nett-tilkoblet strømkilde og som en spenningskilde i øydrift. Det har også blitt utviklet en prototype hvor den samme strømomformeren kan SW-konfigureres til å fungere som en solar-lader og dermed lade opp batterier fra en streng av solpaneler. Den nye og unike strømomformeren på 3,3kW, kalt «PixiiBox», kan dermed fungere som en «kameleon» og veksle mellom ulike produkter og funksjoner avhengig av behov og situasjon. Også en avansert styringsenhet har blitt utviklet for flere ulike effekt- og energitjenester fra batterisystemet. Omformere og styringsenhet har blitt satt i sammen til et komplett energilagringssystem. Dette systemet har nå blitt pilotert for flere anvendelser, både i distribusjonsnettet og i bygg, og med effekt-kapasiteter fra 10kW og opp til 600kW per installasjon, noe som ble en betydelig heving av ambisjonsnivået i løpet av prosjektet. I prosjektet har Pixii fått demonstrert modularitet og skalerbarhet i praksis. Teknologien har også blitt videreutviklet, kvalifisert og demonstrert for bidrag til raske frekvensreserver (Fast frequency Reserves), både i Norge og Sverige. Styringssystemet kan konfigureres slik at flere fleksibilitetstjenester kan kombineres og planlegges for maksimal utnyttelse av den distribuerte fleksibiliteten som et slikt energilagringssystem representerer. Åpne grensesnitt for integrasjon med flere eksterne plattformer har også blitt utviklet og demonstrert. For å bedre kapasiteten og spenningskvaliteten i distribusjonsnettet, har ny og unik teknologi blitt utviklet i strømomformeren og styringssystemet. De nye produktene kan foreta balansering av spenningen mellom fasene i nettet og også bidra med reaktiv effekt-styring. Dette er funksjoner som de avanserte strømomformerne kan yte uten å belaste og degradere batteriene. Ved å også utnytte energikapasiteten i batteriene, kan den nye systemet også dempe spenningsendringer og redusere overbelastning på transformatorer og ledninger. Teknologien har blitt testet og demonstrert med flere ledende nettselskap i Norge og blitt et reelt alternativ til tradisjonell nettforsterkning. Den nye teknologien har også blitt integrert med hurtigladere for elbiler, i samarbeid med norske systemintegratorer og europeiske hurtiglader-leverandører. Det integrerte systemet med avansert energilagring og hurtiglading muliggjør hurtiglading av elbiler i områder hvor nettkapasiteten er begrenset. Markedsmessig har denne nye Pixii-teknologien allerede vunnet prosjekter bl.a. med næringsbygg og industri i de fleste marked i Europa, med nettselskap i Norge og India, og med nabolagsbatterier i Australia, i konkurranse med internasjonale aktører.

Oppnådde virkninger fra prosjektet så langt er: Pixii har etablert seg som den ledende norske kompetanse- og teknologibedriften for det norske og internasjonale markedet innen smarte og kostnadseffektive strømomformersystemer. Pixii har vokst fra under 20 ansatte før prosjektet til 60 ansatte i løpet av prosjektperioden. Omsetningen har også økt 17 ganger fra det første året til det tredje året, basert på teknologi og produkter som har blitt utviklet i dette prosjektet. Pixii har også vunnet betydelige prosjekter bl.a. i Norge, Sverige, Baltikum, Tyskland og Australia i konkurranse med internasjonale aktører. Pixii har også blitt valgt som leverandør til system-integratorer for kombinerte system av hurtiglading og energilagring. Prosjektet har også bidratt til å etablere kompetanse i Norge innen distribuert fleksibilitet gjennom batteribaserte energilagringssystem fra Pixii. Denne kompetansen har blitt etablert gjennom bl.a. en rekke foredrag, demonstrasjoner av prosjektresultatene og gjennom nye «spin-off»-prosjekter med flere aktører fra instituttsektoren, andre leverandører og brukere fra både nett og industrien. Resultatene har blitt tatt i bruk allerede for å bedre nettkvaliteten og kapasiteten med flere nettselskap i Norge. Analyser viser at slike distribuerte og smarte energilagringssystem kan være et teknisk og økonomisk reelt alternativ til tradisjonell nettforsterkning. Økt utrulling forventes de neste årene, både i Norge og internasjonalt. Videre potensielle virkninger forventes innen ytterligere kostnadseffektiv stabilisering av strømnettet med større andel av variabel fornybar energi. Også reduksjon av diesel-forbruk vil bli en virkning med utrulling av prosjektresultatene i mikronett.

Behovet for dette prosjektet er knyttet til følgende problem- og behovs-hierarki: - Det er fortsatt en økning av klimautslipp fra elektrisitetsproduksjon og transport --> Dette medfører et økt behov for: * Økt strømproduksjon fra distribuert fornybar energi * Økt elektrifisering av transport --> Dette medfører igjen et behov for: * Lavere total-kostnad for elektrifisering basert på solenergi og for lade-infrastruktur * Håndtering av resulterende effekt-fleksibilitetsbehov og nett-utfordringer (kapasitet, spenningskvalitet, stabilitet,…) Dette prosjektet skal utvikle ny teknologi for strøm-omforming og energilagring som: - Reduserer kostnaden for selve produksjonen og omformingen av solstrøm - Tilgjengeliggjør distribuert effektfleksibilitet og bedrer nett-kvaliteten, noe som styrker nett-infrastrukturen for distribuert produksjon av fornybar energi og lading av elektriske farkoster. De sentrale FoU-utfordringene vil være: - Hvordan designe kraftelektronikken for en to-veis "universal"-strømomformer som skal kunne benyttes for flere ulike funksjoner? Det blir en utfordring å kombinere varierende spesifikasjoner med kostnadseffektivitet, kompakthet, høy kvalitet og høy virkningsgrad. - Hvor langt kan man strekke omformerteknologien for å bedre spenningskvaliteten og kortslutningsytelsen i nettet? - Hvordan bør et generisk strømomformersystem designes og «pakkes» for å muliggjøre en enkel og kostnadseffektiv konfigurering for ulike behov for distribuert energilagring og solstrømsproduksjon?

Budsjettformål:

ENERGIX-Stort program energi