Studie av Svänghjul som Energilager i Smarta Elnät med inslag av Distribuerad Generation Study of flywheel energy storage systems applied to Smart Grids and Distributed Generation This project aims to study the application of energy storage systems, especially flywheels, in the electrical grid scenario. The use of energy storage technologies can help providing smarter electrical grids and distributed generation. Flywheels are, among other energy storage technologies, very attractive due to their fast response time and weak life-time dependence on charge/discharge rate. The electrical connection and control of flywheels are multidisciplinary topics, including electrical machines design, magnetic bearings, power electronics and control systems. Those electrical components required for the functionality of such flywheel based energy storage systems are the focus of the proposed project. Aspects as functionality and efficiency can be evaluated, as well as the expected effects of energy storage systems on the grid. Simulations of the different system components and a small scale prototype are expected as deliverables of this project. The work developed is expected to result in scientific publications, patentable material and also to enhance the interest of the academia and industry in this research area. The project will last 36 months and it is to be developed with the collaboration of three different universities: Federal University of Rio de Janeiro, Fluminense Federal University and Uppsala University. Detta projekt syftar till att studera tillämpningen av system för lagring av energi på elnätet, speciellt svänghjul. Användningen av teknik för lagring av energi kan bidra till att ge ett smartare elnät och möjliggöra distribuerad produktion. Tre frågor ämnas undersökas i projektet: - Möjliga tillämpningar för energilagringssystem (särskilt svänghjul) i det brasilianska och det svenska elnätet, - Studie, modellering och implementering av det elektriska systemet (kraftelektronik och styrningsstrategi) som krävs för att ansluta de studerade energilagringsteknikerna, - Design för ett högeffektivt system, inklusive studier av olika topologier för den elektriska maskinen och magnetiska lager. Särskilt i Brasilien, som är ett mycket stort land och där produktionsanläggningar ofta ligger långt från slutkonsumenten, är energilagring ett mycket bra alternativ för att minska behovet av långa transmissionssystem. Detta kan leda till en avsevärd energibesparing, minska förlusterna i elsystemet och kostnaden för att bygga långa kraftledningar. Med de växande politiska insatserna för att omforma den globala energiförsörjningen, förväntas marknaden för energilagring öka. I Europa driver ?20-20-20-målet?, som definierar en uppsättning klimat- och energimål, utvecklingen framåt. För att förstå hur behovet av lagring uppstår, måste man förstå hur överförings- och distributionssystemen har utvecklats och hur intermittent och distribuerad produktion kan ändra kraven på nätet. Den elektriska anslutningen och styrning av elektriska system för lagring av energi är ett mycket intressant ämne, eftersom det kan ha stor påverkan på energisystemets prestanda och effektivitet. I fallet med svänghjul kan den lagrade energin överföras in i eller ut genom användning av en elektrisk maskin, som är mekaniskt ansluten till själva svänghjulet där huvuddelen av energin lagras. Utvecklingen av kraftelektronik gör det möjligt att använda svänghjul med hög effekt, där elektroniken är jämförbar i storlek med svänghjulet själv eller mindre. Kompositmaterial möjliggör hög rotationshastighet. Magnetiska lager och vakuumdrift erbjuder mycket låg friktion under långvarig lagring och längre livslängd för höga rotationshastigheter. Hög hastighet är önskvärd eftersom den energi som lagras är proportionell mot kvadraten på hastigheten, men endast linjärt proportionell mot massan. Både Uppsala universitet och federala universitetet i Rio de Janeiro bedriver forskning om svänghjulssystem. Vid Uppsala universitet har utformningen av elektriska maskiner beträffande både elektromagnetiska och mekaniska begränsningar undersökts. Dessutom har studier av olika strategier för kontroll och kraftelektronik till svänghjulet utförts. På det federala universitetet i Rio de Janeiro, och mer nyligen på Fluminense Federal University, har studier på supraledande magnetiska lager, tillämpade på svänghjulssystem, utförts vilket resulterat i en prototyp av ett supraledande snabbt svänghjul för energilagring. Den kunskap forskarna vid de olika universiteten fått genom tidigare projekt kan kombineras, vilket resulterar i en mycket kompetent och tvärvetenskaplig forskargrupp. Detta arbete, i ett sådant intressant och relevant ämne, förväntas resultera i vetenskapliga publikationer och även öka intresset från såväl akademi som industri inom detta forskningsområde.