Tio gånger bättre isolering av elkablar

När stora mängder el ska transporteras över stora avstånd görs det i form av högspänd likström. Ett problem är dock att energiförluster uppstår över långa sträckor.

– Energiförlusterna är proportionella mot avståndet, säger Richard Olsson, lektor på KTH.

Det sätter till exempel käppar i hjulet för att använda el från afrikanska solparker i Sverige.

Men nu har KTH-doktoranderna Love Pallon, Anh Hoang och Amir Pourrahimi kommit ett steg på vägen när det gäller att lösa problemet. De ingår i ett forskningsprojekt där man strävar efter att öka spänningen i kablarna för att elen ska kunna transporteras över långa avstånd med så liten energiförlust som möjligt.

– Avsikten är att man ska kunna bibehålla samma kostnadseffektiva kabelproduktion som i dag. Man vill alltså inte lägga på mer plast eller använda sig av annan specialiserad utrustning, berättar Richard Olsson.

Doktoranderna har lyckats tillsätta nanopartiklar av magnesiumoxid i plasten så att isoleringsförmågan blir tio gånger större. Då kan spänningen i likströmmen ökas från 320 kilovolt, som finns i dagens ledningar i Sverige, till 800 kilovolt utan att kablarna behöver bli större. Genom att spänningen ökas i kablarna beräknas energiförlusterna minska med 60 procent.

– Med sådana kablar skulle man kunna föra elen från Afrika hela vägen upp till Norden, säger Richard Olsson.

Tricket är att tillverka mycket rena nanopartiklar och fördela dem jämnt i plasten. Det har doktoranderna och forskarna lyckats göra genom att belägga partiklarna med en kiseloxid för att få den hydrofoba polyetenplasten att blanda sig med de hydrofila magnesiumoxidpartiklarna.

– Det är väldigt svårt att sprida sådana här partiklar i plasten. Resultatet är ett internationellt genombrott och har fått stor uppmärksamhet, berättar Richard Olsson.

Praktiskt nog kan plastblandningen köras i den maskin som redan används världen över för att isolera kablar.

Richard Olsson hoppas att forskningsresultatet inte bara ska vara till nytta för transport av solenergi utan att även överföring av el från vatten- och vindkraft ska effektiviseras.

– Förbättrade kablar är viktigt för elnätverket över lag. Det kanske låter som mindre spektakulärt, men det är en väldigt viktig del av samhället, säger han.

Forskarna hoppas kunna tillverka en prototypkabel med det nya materialet, för att verifiera resultatet. Men än så länge saknas pengar till det.

Tills vidare arbetar forskarna med att utvärdera andra typer av nanopartiklar, till exempel zinkoxid, för att se om det går att hitta en ännu bättre plastblandning.

I forskningsprojektet ingår plasttillverkaren Borealis, som äger patentet på resultatet, samt forskare vid KTH och Chalmers. Göteborgsforskarna har byggt den utrustning som har använts för att mäta isoleringsförmågan i den nya plastblandningen.

Doktorandernas resultat har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Journal of Materials Chemistry A.

Läs ett sammandrag av forskningsartikeln här

Gilla Ny Teknik på Facebook!