Kan naturens egna mönster minska energiförlusterna i elnätet?

– Vi ser en indikation på att fraktaler kan påverka materialets egenskaper. Det öppnar upp för nya möjligheter att minska energiförluster i elnätet, säger Jonas Lövström, rapportförfattare.

I dag förloras omkring sju procent av den el som transporteras genom Sveriges elnät. Vanliga lösningar för att minska den elektriska resistansen i kablar är att öka kabeldiametern eller använda material med högre ledningsförmåga, vilket ofta innebär högre kostnader. Projektet har istället prövat om fraktala principer kan överföras till metalltrådar vid glödgning för att skapa en mer ordnad struktur och därigenom förbättra elektriska ledningsförmågan.

Arbetet har inspirerats av fenomen som förekommer vid supraledning, där elektroner och syreatomer kan ordnas i fraktala mönster. Genom att glödga koppar- och aluminiumtrådar i specialdesignade 3D-modeller och använda ett pulsat lågspänningssystem har projektet försökt efterlikna fraktala processer. Vid mätningar av koppartrådar har elektriskt motstånd preliminärt minskat med upp till fyra procent i vissa försök jämfört med kontrolltråd.

– Det är ingen omedelbar lösning på energiförlusterna, men resultatet kan vara ett steg till att förstå hur fraktala principer kan användas i industriell kabelproduktion, säger Jonas Lövström.

I projektrapporten konstateras att utvecklingen är komplex och behöver fortsatt forskning. Nästa steg blir att få verifierat fem procent minskat elektrisk motstånd och undersöka hur konceptet kan implementeras i kabelproduktion. Ett möte med kabeltillverkaren NKT ska genomföras för att diskutera möjliga lösningar. Kunskapen om kvantnivåns process behöver fördjupas och de ingående tekniska aspekterna förbättras.

Om projektet

Bakgrunden till projektet är många års tvärvetenskapliga diskussioner om energitransport i naturen och påföljande försök med glödgad koppartråd. Rapporten är skriven av projektledaren Jonas Lövström inom programmet  Elnätens hållbara teknikutveckling och digitalisering. Projektet har genomförts av Energiforsk i samarbete med bland annat Vattenfall och NKT.

Rapporten "Fraktal kabelteknik" finns nedan.