VacuumSpinner
Tävlingsår:

Vår Vacuumspinner ska hjälpa till att lagra överflödig energi från förnybara
energikällor. I det här exemplet kommer vi att utgå ifrån att energin kommer från
solceller men den fungerar lika bra med energi från vindkraft.
Det är en väldigt solig dag. Solcellerna producerar mycket elektricitet, men
efterfrågan på el är låg. Då finns det mycket energi över som man inte behöver just i tillfället. Vad ska vi göra åt detta problem? Svaret är såklart att använda Vacuumspinner! Låt oss förklara hur den fungerar.
Funktion:
Vacuumspinner använder sig av ett svänghjul som finns inuti en vakuumlåda för att
lagra energi. Först omvandlar solcellerna solens energi till elektrisk energi. Den
elektriska energin leds sedan in i Vacuumspinner genom en tät elektrisk
genomföring av koppar. Den gör att elektriciteten kan komma in i systemet utan att
luft kommer in och förstör vakuumet. När elektriciteten kommit in driver den en elmotor som får svänghjulet att börja snurra. Den elektriska energin har då omvandlats till rörelseenergi som lagras i svänghjulet.
Svänghjulet är magnetiskt upphängt, vilket gör att det nästan inte har någon kontakt med andra delar. Det minskar friktionen och gör att mindre energi försvinner. Eftersom svänghjulet dessutom befinner sig i ett vakuum finns det nästan ingen luft som bromsar det. Kombinationen av vakuum och magnetisk upphängning gör därför att svänghjulet kan fortsätta snurra under längre tid.
När efterfrågan på el är hög och energin behöver användas kan vi ta ut den lagrade energin. Då kopplas en generator till svänghjulet. Generatorn omvandlar
rörelseenergin från svänghjulet tillbaka till elektrisk energi. När generatorn tar ut
energi börjar svänghjulet samtidigt att snurra långsammare.
Den elektriska energin leds sedan ut ur vakuum utrymmet genom en annan tät
koppargenomföring. Därefter kan elektriciteten användas i exempelvis ett hus till
lampor, apparater och andra elektriska saker.
Systemet fungerar alltså genom flera olika energiomvandlingar:
Solenergi → elektrisk energi → rörelseenergi → elektrisk energi
Genom att använda vakuum och magnetisk upphängning är tanken att minska
energiförlusterna så mycket som möjligt. På så sätt kan Vacuumspinner lagra
överflödig energi från exempelvis solceller och göra den tillgänglig när den faktiskt
behövs.
App: Det behövs en app för kontroll av enheten. En AI som mäter varvtalet av hjulet och sedan avgör hur mycket ström som ska plockas ur hjulet. När el är billigt och det finns mycket överskottsenergi så får motorn rotorn att snurra. Men när det är dyrt med el eller vid behov av el, exempelvis nattetid eller vintertid, så sätts generatorn igång och gör rörelseenergin till elektrisk energi.

Nytänkande och kreativitet:
Samma typ av idéer har funnits teoretiskt men vi har gjort om idéen till något som
kan fungera i verkligheten. Man kan med andra ord säga att detta är en innovation
som har funnits i tanken men som vi nu har förverkligat. Vår Vacuumspinner
använder vacuum för att minimera luftmotståndet vilket gör att vi kan lagra
rörelseenergi under längre tid. Genom att använda oss av magnetlager riskerar vi
inte energiförlust. När vi använder oss av magneter kan svänghjulet vara stabilt utan att friktion tillkommer. Hade vårt svänghjul suttit ihop med material så hade vi
förlorat lagringsenergin som friktions - och värmeenergi. På detta sätt maximerar vi
tiden som svänghjulet snurrar - alltså lagringstiden.
Årets tema:
Vår idé är kopplad till årets tema genom att vi vill hitta ett smart och miljövänligt sätt att lagra energi som annars riskerar att gå till spillo. Överflödig energi från t.ex
solceller lagras i en rotor som snurrar i en vakuumlåda. Den kan man till exempel
använda i hushållen som producerar el från solpaneler på dagen men vill köra
exempelvis tvättmaskinen och torktumlaren på kvällen när solen gått ner. Genom att lagra överskottsenergi på detta sätt vill vi minska energiförluster och göra det lättare att använda förnybar energi även när produktionen varierar.
Hållbarhet:
12. Hållbar konsumtion och produktion
Genom att lagra energi som annars kanske inte kan användas direkt kan vi använda den energi som redan har producerats mer effektivt. På så sätt behöver vi inte producera lika mycket ny energi, samtidigt som energin som redan har producerats inte slösas bort när den behövs, även när solen inte skiner.
13. Bekämpa klimatförändringarna
Vår idé är att göra det enklare att använda mer förnybar energi. I framtiden kan vår
idé om energilagring vara en del av ett energisystem som använder mindre av fossila energikällor. Vacuumspinnern löser såklart inte alla klimatförändringarna, men det kan vara ett steg närmare en mer förnybar energianvändning i hela världen.
9. Hållbar industri, innovationer och infrastruktur
Vacuumspinner är en ny och unik idé för hur energilagring kan byggas in i
framtidens energisystem. I framtiden kan den bidra till att göra våra nya energikällor mer hållbara.
Idag kan vi lagra sol och vindenergi i batterier, till exempel litium och natrium. Vår
idé skiljer sig från litium- och natriumbatterier eftersom energin lagras som
rörelseenergi istället för kemisk energi. Vacuumspinnern är bättre eftersom den är
mer miljövänlig än vanliga batterier. Den behöver inte använda samma mängd
kemikalier och naturresurser. Den kan också ha längre livslängd och tåla många
laddningar och urladdningar. Den är inte bättre i varje situation men det är ett mer
miljövänligt alternativ.
Vacuumspinnern - För en hållbar framtid med lagrad sol- och
vindenergi på ett hållbart sätt för Moder Jords överlevnad.
