Simulering med Fusion 360

I följande instruktionsfilm av Lars Christensen får du lära dig hur du steg för steg gör en belastningssimulering i Fusion 360. I exemplet används en hyllkonsol i form av en L-vinkel, och din CAD-uppgift är att rita en liknande L-vinkel och sedan utföra samma typ av belastningssimulering som visas i instruktionsfilmen.
En viktig fördel med att använda 3D-CAD i sitt konstruktionsarbete är att man enkelt kan testa hur olika material och variation på designen påverkar en produkts hållfasthet, genom att simulera lasterna i datorn.

Simulation for Absolute Beginners — Fusion 360 — And Your Comments & Questions— #LarsLive 61 (41:16)

Här nedan har jag gjort en sammanställning av instruktionsfilmens olika steg för att du snabbt och enkelt ska kunna repetera och hitta de inställningar du behöver när det är dags för dig att göra dina egna simuleringar.
Kommentarerna gör det lättare att komma ihåg och förstå vad de olika delarna innebär.

Skapa en 3D-modell av hyllkonsolen.
För att ha något att simulera med så behöver du skapa en liknande hyllkonsol som i instruktionsfilmen.
Börja med att CAD:a en L-formad vinkel i valfri godstjocklek. Du gör alltså en 2D-sketch som du sedan extruderar till 3D.
Lägg till en rundad avfasning (chamfer) på undersidan av 90-gradersvinkeln.
Rita in två hål för skruvar för infästning mot väggen. Skruvhålen ska ha en infällning för skruvskallarna på ungefär halva godstjockleken på djupet och ungefär dubbla diametern i förhållande till hålens diameter.

Olika typer av simulering i Fusion 360

Olika typer av simuleringsstudier i Fusion 360

Static Stress är den enklaste typen av simulering.
Det handlar om att applicera en last på någonting. Det kan t ex vara att sätta en vikt på ett hyllplan, slå till en yta med en hammare (impact) eller en belastning som trycker på en balk. Det fungerar på t ex metall, men inte för mjuka material som gummi eller plast. Dessa behöver NonLinear Static Stress.
Modal Frequencies används för att simulera vibrationer och dess frekvenser som t ex kan ge upphov till buller och förslitningsskador på lager vid obalans för roterande delar som fläktar, axlar och hjul.
Med en Thermal Study kan du simulera vad som händer med materialen när de utsätts för värme.
En Thermal Stress Study simulerar vad som händer med komponenterna när de utsätts för både värme och strukturell mekanisk belastning.
En Structural Buckling Study simulerar hur komponenterna deformeras och böjs vid belastning (de går inte av eller bryts sönder).
Nonlinear Static Stress är ett kraftfullt simuleringsverktyg som bl a kan användas för plaster och gummi där belastningen och materialens påverkan varierar över ytan och även över tid.
Event simulation handlar om att se hur ett material eller konstruktion påverkas över tid och efter multipla belastningscykler. Man kan simulera hur många gånger en mekanisk rörelse kommer fungera innan materialet utmattats och går sönder.
Shape Optimization är ett simuleringsverktyg som automatiskt kan designa en komponent eller konstruktion efter vissa kriterier. Om du t ex specificerar vilka krafter som konstruktionen ska tåla så ritar Shape Optimization-verktyget upp hur delen ska konstrueras beträffande godstjocklek etc.

Sammanfattning av de olika stegen för att göra en statisk simulering

Välj simuleringstyp (Static Stress)
Lägg till en mesh till din modell/konstruktion/part
Ställ in så att du har fler är två trianglar på höjden av sidan på den delen som du ska belasta.
Definiera vilka constraints du vill ha. I detta fall Fixed i förhållande till den del av din modell som kommer hållas på plats av skruvar mot väggen.
Lägg till en last (Force), definiera vilken yta/plan som ska belastas, kraftens riktning, storlek och enhet.
Sedan kan du köra igång din Simulation Study.

Här är en Google presentation med skärmdumpar och steg-för-steg-instruktioner från instruktionsfilmen med kommentarer på svenska.

Google presentation med skärmdumpar med steg-för-steg-instruktioner från instruktionsfilmen med kommentarer på svenska

Robotar som ger människor jobb

De senaste åren har det skrivits mycket om att robotar tar människors jobb. Allt fler arbetsuppgifter ersätts av robotar, och fler står på tur i takt med att robotarna snabbt blir bättre och mer avancerade.

I robotiseringens och automatiseringens kölvatten skapas dock mängder av nya arbetstillfällen, främst inom teknikyrken som programmering, AI och mekatronik.

Här är dock ett intressant filmklipp från Japan som visar hur ett café erbjuder människor med funktionsnedsättningar arbetstillfällen som robotservitörer. Robotarna i caféet fjärrstyrs helt enkelt av människor som kan sitta eller ligga hemma och styra dem och interagera med caféets besökare. Mänsklig social interaktion och social integrering möjliggörs tack vara robotarna.

Robotar som ger människor jobb

Uppgifter och diskussionsfrågor

Vad tycker du om det du såg på filmen? Hur känner du inför en utveckling där allt fler mänskligt fjärrstyrda robotar interagerar med oss i offentliga miljöer som t ex caféer eller butiker?
Ge exempel på negativa saker med mänskligt fjärrstyrda robotar som interagerar med oss i offentliga miljöer.
Ge exempel på positiva saker med mänskligt fjärrstyrda robotar som interagerar med oss i offentliga miljöer.
Tycker du att denna typ av arbetsuppgift enbart ska utföras av människor med olika typer av funktionsnedsättningar? Eller bör det vara som vilken typ av jobb som helst att alla får konkurrera om jobben på lika villkor?
Skulle du hellre vilja bli serverad av en mänskligt fjärrstyrd servitörsrobot eller en autonom robot som styrs automatiskt av artificiell intelligens eller utifrån förprogrammerade instruktioner?
Hur tycker du att en servitörsrobot ska se ut? Ska den likna roboten i filmen? Ska den likna en människa mer? Tycker du att den ska se helt annorlunda ut och kanske vara mer anpassad för att hämta och lämna brickor eller tallrikar och glas? Beskriv, skissa och sök gärna efter inspiration på Internet.
Vilka egenskaper behöver en bra servitörsrobot ha? Vad ska den kunna göra? Beskriv funktionerna och hur den rent mekaniskt ska vara uppbyggd. Vilka funktioner behöver programmeras? Vilka funktioner behöver fjärrstyras? Hur kan man lösa de olika funktionerna rent tekniskt?
Skulle du kunna tänka dig att jobba med denna typ av teknologi själv? Hur då i så fall? Som den som styr roboten, som den som programmerar den eller som den som konstruerar och designar den här typen av robotar?

Konstruktions- och CAD-uppgifter TIS-projekt Oceanhamnen

Konstruktions- och CAD-uppgifter kopplat till TIS-projekt Oceanpiren.
OBS! De olika uppgifterna i listan nedan behöver inte slutföras sekventiellt i ordning. Vi kommer jobba med de olika uppgifterna vid flera olika lektionstillfällen. Använd listan som checklista och vid din planering under projektet.

TE18DP kurs CAD 1 och Konstruktion 1

Leta efter och hitta den lägenhet som du ska rita planritning till och göra inredningsdesignförslag till. Alla lägenhetsnummer finns representerade i bofaktabladen om Brf Oceanpiren från Midroc.
Skapa separata bildfiler för de olika ritningarna av din lägenhet som finns i bofaktabladets pdf.
Skapa en planritning i 2D i Fusion 360 för din lägenhet.
Identifiera och numrera alla olika väggsegment i din lägenhet.
Sammanställ en lista på alla ingående väggsegment och ange vilken typ av vägg det är enligt följande kategorier:
* Bärande ytterväggar
* Lägenhetsskiljande väggar
* Bärande innerväggar
* Icke bärande innerväggar
* Våtrumsväggar
Gör en CAD-ritning på stomsystemets uppbyggnad för din lägenhet i Fusion 360. Vi utgår till att börja med ifrån att väggarna byggs i form av en trästomme enligt principritningar för de olika väggtyperna enligt lista ovan.
Skapa en material-/komponentlista (BOM) för bygget av din lägenhet i Excel.
Skapa en kostnadskalkyl för materialet till bygget av din lägenhet i Excel.
Skriv en lista på vilka konstruktionselement du tror att primärstommen till din lägenhet består av på riktigt.
Skriv en lista på vilka konstruktionselement du tror att sekundärstommen till din lägenhet består av på riktigt.
Beräkna några laster för bärande delar i din lägenhet.

Omvända solceller kan generera el på natten

Tänk om solceller fungerade på natten? Det är inget skämt, enligt Jeremy Munday, professor vid institutionen för elektroteknik och datateknik vid UC Davis. I själva verket skulle en speciellt designad fotovoltaisk cell kunna generera upp till 50 watt effekt per kvadratmeter under idealiska förhållanden på natten, ungefär en fjärdedel av vad en konventionell solpanel kan generera dagtid, enligt ett konceptdokument från Munday och doktorand Tristan Deppe. Artikeln publicerades i och presenterades på omslaget till januari 2020-numret av ACS Photonics.

Munday, som nyligen anslöt till UC Davis från University of Maryland, utvecklar prototyper av dessa ”nattsolceller” som kan generera små mängder elektrisk ström. Forskarna hoppas kunna förbättra enhetens effekt och effektivitet.

Munday sa att processen liknar hur en normal solcell fungerar, men omvänt. Ett objekt som är varmt jämfört med omgivningen kommer att stråla ut värme som infrarött ljus. En konventionell solcell är kall jämfört med solen, så den absorberar ljus.

Rymden är verkligen kall, så om du har ett varmt föremål och riktar det mot himlen, kommer det att stråla ut värme mot rymden. Människor har använt detta fenomen för nattkylning i hundratals år. Under de senaste fem åren, sade Munday, har det varit mycket intresse för enheter som kan göra detta under dagen (genom att filtrera bort solljus eller rikta bort från solen).

Genererar kraft genom att stråla ut värme
Forskarna beskriver sin uppfinning som i det närmaste en omvänd solpanel. Istället för att alstra elektricitet genom att fånga solstrålar, ska de alstra el genom att sända ut värmestrålning i rymden.
Det finns redan liknande enheter, s k termoradiativ cell, som genererar ström genom att utstråla värme till omgivningen. Forskare har undersökt att använda dem för att fånga spillvärme från motorer.

”Vi tänkte, om vi tog en av dessa enheter och lägger den i ett varmt område och pekade det mot himlen,” sa Munday. Denna termoradiativa cell som riktas mot natthimlen skulle avge infrarött ljus eftersom det är varmare än yttre rymden.

”En vanlig solcell genererar el genom att absorbera solljus, vilket får en spänning att dyka upp över enheten och en ström att flöda. I dessa nya enheter släpps ljus istället ut och strömmen och spänningen går i motsatt riktning, men du genererar fortfarande ström, ”sa Munday. ”Du måste använda olika material, men fysiken är densamma.”

Enheten fungerar också under dagen om du vidtagit åtgärder för att antingen blockera direkt solljus eller rikta bort det från solen. Eftersom denna nya typ av solcell potentiellt skulle kunna fungera dygnet runt är det ett spännande alternativ för att balansera elnätet över dygnet mellan dag och natt.

Forskarna vid UC Davis ska nu konstruera små prototyper av sina anti-solceller för att testa hur väl de fungerar och hur hög effekt de kan få ut.

TIS-projekt Oceanhamnen

Drönarfoto över Oceanhamnen och Pixlapiren 22 januari 2020

Det händer mycket i Oceanhamnen i Helsingborg nu.
Oceanhamnen är första etappen av stadsutvecklings-projektet H+ i Helsingborg som fram till år 2035 ska omvandla en miljon kvadratmeter gammalt hamn- och industriområde till de fyra stadsdelarna Oceanhamnen, Universitetsområdet, Husarområdet och Gåsebäck och ge plats för 10 000 nya invånare. Syftet är att skapa framtidens smarta hållbara stad och då behöver vi självklart involvera eleverna på Innovationsgymnasiet i Helsingborg!

Alla viktiga projekt behöver en flygande start!
Först ut på bollen är teknikeleverna i årskurs 2 (TE18DP) som läser Design, Konstruktion, CAD och produktutveckling som, förutom att skapa 3D-ritningar med inredningsförslag till blivande bostadsrätter, kontor och hotell, även kommer bygga fysiska 3D-modeller av de nya bostäderna. Teknikeleverna i årskurs 1 (TE19) är också med i projektet och kommer jobba med fasadritningar och bygga skalenliga modeller av fastigheternas fasader inom kursen Teknik 1.
TE18DP ska även designa och konstruera förslag på smarta, kompakta och mobila modulära studentbostäder av återbruksmaterial.
Som en naturlig del i projektet väver vi in innovativa tekniska lösningar för smarta hem, intelligenta byggnader med lokal energiåtervinning och system för användarcentrerad feedback i syfte att minska varje individs energi- och vattenförbrukning och avfallsmängd. För de projekt och produktidéer som rör IoT (Internet Of Things) och digitala lösningar kommer våra elever (TE18IM) som läser Dator- och Nätverksteknik, Programmering, Webbutveckling och certifieringskursen Cisco IoT Fundamentals Connecting Things involveras.
Genomgående för uppdragen är tillämpning av principer för hållbar design och användandet av moderna professionella digitala design- och konstruktionsverktyg som Blender, Sketchup, Fusion 360, Meshroom, Autodesk Revit, Unity, Unity Reflect samt 3D-skrivare och återbruksmaterial för att skapa skalenliga fysiska modeller.
Under våren kommer natureleverna (NA19), som en del av projektet ”TIS-Tema Vatten”, titta närmare på den nya innovativa vattenreningsanläggningen Reco Lab (se mer info nedan) som är en modell för framtidens avloppssystem som håller på att byggas i Oceanhamnen.

Oceanhamnsområdet är just nu en inhägnad byggarbetsplats där förvandlingen till en levande stadsdel med de första 450 bostäder pågår för fullt så att de första invånarna kan flytta in redan nästa år. Här byggs också restauranger, handelsyta och Oceanhamnen Waterfront Business District, ett nytt affärsdistrikt med 32 000 kvadratmeter nya kontor. Området får endast besökas av behörig personal med ID06 passerkort, så vi har inte möjlighet att gå dit och göra fältstudier på nära håll med eleverna. Så för att få en inblick i hur arbetsprocesserna och bygget fortskrider får vi ta till andra kreativa metoder. I första hand söker vi samarbeten med de aktörer som är inblandade i olika delar av Oceanhamnen-projektet.

För att få lite perspektiv på projektet, fågelperspektiv alltså, så lyfte jag blicken och flög runt ett par varv och kollade in hur området ser ut idag, den 22 januari 2020.
Här nedan är ett litet filmklipp med en helikoptervy över området som vi kommer ha under luppen de närmaste månaderna.

För att få en känsla för hur det är tänkt att se ut när Oceanhamnen är färdigbyggd så är en 3D-visualisering med realistisk rendering ett bra och kraftfullt verktyg. Här nedan får du en förhandstitt i 3D på den nya stadsdelen som håller på att växa fram med ett spektakulärt läge vid havet, ett stenkast från Helsingborgs centralstation. För att skapa en sådan film kan man t ex använda programvaran Blender 2.81 som vi börjat använda i kurserna Design, Konstruktion och Cad.

Välkommen till Oceanhamnen – 3D visualisering (3:05)

Digitalisering möjliggör nya innovativa arbetssätt
Om man vill gå ett steg längre och erbjuda en interaktiv upplevelse så att besökaren själv kan navigera runt i 3D-miljön så kan man istället lägga in de 3D-objekt man skapat i t ex Fusion 360 eller Sketchup, i spelutvecklingsmiljön Unity, som vi använt i undervisningen i Programmering. I Unity kan man även skapa en interaktiv VR- eller AR-upplevelse. Med Unity Reflect kan man sedan koppla samman konstruktionsritningarna och projektplaneringsverktygen och följa hela byggprocessens alla olika steg i VR från en annan plats, eller med hjälp av AR-teknik se hur byggnaden steg för steg kommer att byggas upp precis där du står, trots att det ännu inte är klart. Det är som att i realtid kunna se in i framtiden, in genom väggar eller tillbaka till hur någonting såg ut innan.

Unity Reflect gör konstruktionsdokument och ritningar digitalt tillgängliga på byggarbetsplatsen i realtid via AR.

Här kan du se var byggherrarna bygger

Det är totalt sex byggherrar som ska bygga bostäder i den nya stadsdelen. Vi vill gärna samarbeta med dem på olika sätt inom ramen för de kurser eleverna läser, men även för SYV (Studie- och Yrkes-Vägledning). Det kan t ex handla om studiebesök, intervjuer, designuppdrag eller praktikplatser.
Kartan härunder visar var de ska bygga, och länkarna går till mer information om dem och deras projekt.

Kartan visar var det ska byggas bostäder i oceanhamnen — Översiktskarta över Oceanhamnen med markeringar för placeringen av de olika byggherrarnas bostadsfastigheter.

1A-B – Midroc Property Development
2A – Sundprojekt
2B – Serneke
3A – Serneke
3B – Riksbyggen
4A-B Magnolia

Vid havet, mitt i centrum

Oceanpiren är en del av Oceanhamnen, ett nytt spännande bostadsområde mitt i Helsingborg. På bästa läge, längst ut på piren, bygger vi 69 bostadsrätter om 1-4 RoK – Brf Oceanpiren. Här bor du på första parkett vid havet, i hjärtat av stadsdelen, i ljusa, välplanerade bostadsrätter som är byggda för en hållbar livsstil. Samtidigt om vi uppför Brf Oceanpiren bygger vi fyra radhus i townhouse-stil. Vi kallar dem Oceanvillorna. De har både hållbarhetstänket och den magnifika havsutsikten gemensamt med Brf Oceanpiren.

För mer information om Brf Oceanpiren se oceanpiren.se, den interaktiva presentationssidan för de olika bostadsobjekten eller de två faktabladen (pdf) för hus 1 och hus 2.

Interaktiv presentationssida fö r de olika bostadsobjekten.

Design-, konstruktions- och CAD-uppgifter till TE18DP
Här är en lista på exempel på arbeten och uppdrag som eleverna ska jobba med. Mer utförliga och detaljerande instruktioner ges under lektionerna, men de olika uppgifterna publiceras också på sidorna Designuppgifter för TE18DP och Konstruktions- och CAD-uppgifter för TE18DP.

Skapa en CAD-ritning på en av lägenheterna i Brf Oceanpiren. Utgå från planritningen.
Skapa ett komplett inredningsförslag till lägenheten.
Skapa konstruktionsritningar av väggsektioner, tak och golv i minst två olika material.
Skapa en materiallista och kostnadskalkyl för de ingående konstruktionselementen.
Gör hållfasthetsberäkningar och riskanalyser
Jämför materialalternativen med hänsyn till kostnad, hållfasthet, hållbarhet, miljöpåverkan, klimatavtryck och möjlighet till återvinning (livscykelanalys).

Oceanvillorna

https://public.wec360.se/midroc/oceanhamnen/a-1003/index.html

World Trade Center Helsingborg

World Trade Center Helsingborg i Oceanhamnen ska bli mötesplatsen för entreprenörer, scale-ups, etablerade företag och affärs- och helgresenärer.

MP_kontor_99493_WTC Oceanhamnen_Bröderna Pihls gränd_västerbild ([3149][@[resize:5200,2930][crop:34,0,5021,2919][autoorient:][background:%23ffffff][quality:80][strip:][extension:jpg][id:7]]).jpg — World Trade Center med Scandic Hotel Helsingborg på Bröderna Pihls gränd

WTC Helsingborg blir en kontors- och hotellfastighet som kommer bli ett landmärke i Helsingborg. Med sina fjorton våningar precis vid hamninloppet ger den dig närkontakt med sundet, båtarna och kontinenten. Här kommer finnas gemensam service som reception och konferensavdelning. Gym, relax, dusch- och omklädningsrum. Restaurangen med uteservering vid vattnet och takterasser är ytterligare fördelar som berikar både arbets- och privatliv. I källaren planeras för cykelgarage med möjligheter till reparationer och en laddstation för elcyklar.

Fastighet är ritad av Juul Frost Arkitekter, men byggherren Midroc välkomnar kunderna tidigt in i processen för att kunna påverka lokalens utformning så att den passar verksamheten bäst. Att vara med och arbeta med förslag på lokalernas utformning kan vara ett bra elevprojekt!
Juul Frost Arkitekter är förövrigt experter på design av campusområden och studentbostäder, och hur man kan integrera dem i städer.

Läs mer om World Trade Center Helsingborg på följande länkar:
https://www.midroc.se/fastighetsutveckling/ny-lokal/nybyggnadsprojekt-lokaler/helsingborg-world-trade-center/

https://www.wtcmalmolundhelsingborg.se/fastigheter-och-lokaler/vara-fastigheter/helsingborg/broderna-phils-grand/

Se en typskiss på en kontorslokal i WTC:
https://www.wtcmalmolundhelsingborg.se/globalassets/lime/documents/483701-pdf-document.pdf

Oceanhamnen får ett innovativt nytt avloppssystem – Reco Lab med Tre Rör Ut

Innovativt avloppssystem i Oceanhamnen kräver nytänk (2:13)

Oceanhamnen kommer få en helt ny typ av klimatsmart avloppssystem med värmeåtervinning och lokalt producerad biogas. Varje fastighet ansluts till tre separata rör, ett för matavfall, ett för gråvatten och ett för svartvatten. Detta innovativa avloppssystem kräver att ingenjörerna tänker utanför boxen. I filmklippet ovan berättar VA-ingenjören Peter Winblad på Nordvästra Skånes vatten och avlopp, NSVA, om utmaningarna.

Reco Lab – en testbädd och showroom för framtidens källsorterande avloppssystem

Reco Lab kommer att bidra till att utveckla det världsunika systemet Tre Rör Ut för insamling och hantering av mat- och toalettavfall i fastigheterna på Oceanpiren i stadsdelen Oceanhamnen i centrala Helsingborg.

På uppdrag av NSVA har entreprenörföretaget NCC upphandlat det nederländska företaget Landustrie och det svenska företaget EkoBalans Fenix AB för att installera processteg i det unika Reco labs utvecklingsanläggning. Reco lab, som är en del av Öresundsverket i Helsingborg, ska behandla det källsorterade avloppet från Helsingborgs nya stadsdel, Oceanhamnen. Avloppshantering har en naturlig roll att spela i den cirkulära ekonomin då mycket av våra essentiella resurser, som vatten, näringsämnen och organiskt material passerar igenom stadens avlopp.

Det källsorterande avloppet innebär en reningsprocess med kraftigt ökad resursåtervinning. Miljövinsterna är flera:

ökad biogasproduktion
ökad näringsåtervinning
effektiv värmeåtervinning
mer energieffektiv läkemedelsrening
minskad klimatpåverkan
möjligheten för vattenåtervinning

Reco Lab planeras att vara färdigbyggt och driftsatt våren 2021 och inkluderar även ett showroom för utbildning samt en testbädd för teknikutveckling.
Studiebesök hos NSVA för natureleverna (NA19) är planerat till maj 2020.
Eleverna i NA18 borde också studera Reco Lab som en del av biologi- och kemikurserna, i synnerhet de som valt inriktningen mot natur och samhälle.

Bilder på bygget av Oceanhamnen

Bilder från fältstudie vid Oceanhamnen och Pixlapiren 2020-01-22 med drönaren DJI Spark:

Drönarvy | Helsingborg Oceanhamnen 2019-02-24 (Helsingborg då & nu)

Energiomställning för klimatets skull

Alla delar av samhället påverkas av den energiomställning som behövs för att möta klimatutmaningen. På många områden behövs ny kunskap, kompetens och nya lösningar som dessutom måste slå igenom snabbare än i dag. Energimyndigheten meddelar att vi behöver satsa mer på forskning och innovation.

Omställningen till ett mer hållbart samhälle kan inte vänta. Vi behöver agera på bred front nu!
Följande sju nyckellösningar är direkt avgörande för omställningen:

Digital transformation
Elektrifiering
Energilagring
Negativa utsläpp
Cirkulära flöden
Nyckellösningar som handlar om ekonomiska och sociala hållbarhetsfrågor
och hur människors agerande kan underlättas för att nå hållbara samhällen.

Detta framgår av Energimyndighetens underlag till energiforskningspropositionen som lämnades till regeringen i slutet av 2019.

Forskning och innovation är avgörande för energiomställningen

Regeringen har satt upp tydliga mål om att Sverige ska vara ett ledande forsknings- och innovationsland. Vi ska dessutom bli världens första fossilfria välfärdssamhälle.
Det är ett djärvt mål, och Energimyndigheten konstaterar att vi måste satsa mycket mer på forskning och innovation för att lyckas med den energiomställning och samhällsomställning som krävs för att nå regeringens mål.

– Vi behöver insatser som möjliggör systemlösningar inom hela energiområdet och i samhället i stort, som ökar nyttiggörandet av innovativa hållbara lösningar och som gör det enklare att som enskild individ kunna göra hållbara val på alla plan. Energiomställningen rör inte bara teknik utan lika mycket ekonomiska och sociala aspekter. Här är Energimyndighetens arbete med forskning och innovation många gånger direkt avgörande, säger Energimyndighetens generaldirektör Robert Andrén i ett pressmeddelande.

Energimyndigheten föreslår därför en kraftfull satsning på forskning och innovation med en ökning av anslaget för energiforskning från 1,57 miljarder kronor per år 2020 till 2,17 miljarder kronor per år 2024.

Satsningar på forskning och innovation behövs inom framför allt sex samhällsområden, där omställningen måste gå snabbare. Det handlar om:

Förnybar el
Bioenergi
Industri
Transport
Bebyggelse
Energisystemet i samhället.

Olika stöd kombineras för att nya lösningar ska nå ut snabbt

Energimyndigheten har helhetsansvar för energiomställningen i Sverige och använder en bred palett av verktyg. Det innebär att stöd till forskning och innovation kombineras med insatser för affärsutveckling och internationell lansering.

För att innovationer snabbare ska komma ut i samhället vill Energimyndigheten;

öka stödet till pilot och systemdemonstration av lösningar
främja innovationsprocessen från forskning till marknad
hjälpa företag att nå investerare och en global marknad.

Sverige kan inspirera världen till hållbar utveckling genom att vara en föregångare i energiomställningen. De svenska innovationerna kan bidra till global nytta genom export av produkter, tjänster och lösningar.

Drönare för undervisning

På denna sida hittar du en lista på de drönare IKT-Labbet har för användning i undervisning. För mer information gällande respektive modell finns länkar till andra sidor eller så är det bara att Googla eller söka efter informationsfilmer på Youtube.

DJI Spark

DJI Spark drönare är liten nog för att startas från din handflata och levererar en exceptionell bild och videoinspelning. Drönaren är utrustad med en kamera med 1/2.3” sensor som spelar in Full HD 1080p videos vid 30 fps eller 12 MP stillbilder.

Produktegenskaper

Spela in video i Full HD 1080p
Upp till 2km räckvidd
Hastighet upp till 50km/h
16 minuters flygtid på en laddning
2-axlad gimbal
12 Megapixels stillbilder

Ryze Tello Powered By Dji Drönare

Lättflugen drönare med kamera

Styrs direkt med mobilen
Kan programmeras
Gör tricks i luften

Självstabiliserande och lättflugen nybörjardrönare. Styrs på mobilskärmen med Ryze-appen där också bilden från drönaren visas. Kan användas med trådlös handkontroll, starta och landa i handen och har sensorer för kollisionsfri flygning.

Faktakoll på världen med data från Our World in Data

På Our World in Data hittar du data med tabeller och över 3000 diagram inom nästan 300 olika områden. Allt är open source och fritt att använda.
Ett perfekt ställe att gå till för att faktakolla hur saker och ting ser ut och förhåller sig i världen. Ypperlig källa för att källkritiskt granska påstående om t ex utsläpp, demografisk utveckling, politik, undervisning i olika länder m.m.
Det finns även specifika sidor för lärare mer anpassat och paketerat material som kan användas direkt i undervisningen.

Hål i solceller förvandlar dem till transparenta fönster

transparent solar cell — Stansning av hål i opaka solceller förvandlar dem till transparenta fönster.
Bild från Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST)

Dina kontorfönster kan snart ersättas med solpaneler, eftersom forskare har hittat ett enkelt sätt att göra den gröna tekniken transparent. Tricket är att stansa små hål i dem som är så nära varandra att vi ser dem som tydliga.

Solpaneler kommer att vara avgörande för att öka upptaget av solenergi i städer, säger Kwanyong Seo vid Ulsan National Institute of Science and Technology, Sydkorea.

Det beror på att takutrymmet förblir relativt fast medan fönsterutrymmet växer när byggnader blir högre. ”Om vi applicerar transparenta solceller på fönster i byggnader kan de generera enorma mängder elkraft varje dag,” säger Seo.

Problemet med de senaste utvecklade transparenta solcellerna är att de ofta är mindre effektiva. De tenderar också att ge ljuset som passerar genom dem en röd eller blå nyans.

För att övervinna detta söker många forskare efter nya material att bygga transparenta solceller med. Seo och hans kollegor ville dock utveckla transparenta solceller från det mest använda materialet, kristallina kiselskivor, som finns i cirka 90 procent av solcellerna över hela världen.

De tog 1 centimeter kvadratceller gjorda av kristallint kisel, som är helt ogenomskinligt, och sedan stansade små hål i dem för att släppa igenom ljuset.

Hålen är 100 mikrometer i diameter, omkring storleken på ett mänskligt hår, och de släpper igenom 100 procent av ljuset utan att ändra färg.

Den fasta delen av cellen absorberar fortfarande allt ljus som träffar den, vilket resulterar i en hög effektomvandlingseffektivitet på 12 procent. Detta är väsentligt bättre än de 3 till 4 procent som andra transparenta celler har uppnått, men är fortfarande lägre än 20 procent effektiviteten som de bästa helt ogenomskinliga cellerna som för närvarande finns på marknaden.

Under de kommande åren hoppas Seo och hans kollegor att utveckla en solcell som har en effektivitet på minst 15 procent. För att kunna sälja dem på marknaden måste de också utveckla en elektrod som är transparent.

Journalreferens: Joule, DOI: 10.1016 / j.joule.2019.11.008

Läs mer: https://www.newscientist.com/article/2226881-punching-holes-in-solar-cells-turns-them-into-transparent-windows/#ixzz67zpgKIl2

Ekonomifaktas Interaktiva Elsimulator

Här får du möjlighet att bestämma över Sveriges elproduktion. Utmaningen ligger i att ha tillräckligt med effekt när efterfrågan är som störst och att samtidigt hålla koll på miljökonsekvenserna. Du bygger – du bestämmer!

https://www.ekonomifakta.se/Fakta/Energi/Elsimulator/

Hur hanteras import/export?

Simulatorn räknar med att tillfälliga överskott exporteras som vid behov importeras senare.

Varje megawatt (MW) elproduktionskapacitet kan bara användas av ett land åt gången. Riktigt kalla dagar skapar ofta brist också i våra grannländer så varje land behöver tillräckligt med kapacitet för att klara effekttoppar.

Räknar ni med energibesparingar?

Vi räknar med dagens elbehov. I framtiden kan behovet av el både öka och minska.

Effektivare användning av elenergi ger ökad ekonomisk konkurrenskraft vilket leder till ekonomisk tillväxt som i sin tur historiskt sett alltid gett högre efterfrågan på el.

Räknar ni med lagring av el?

Vi har inte räknat med lagring av el i nuvarande versionen av Simulatorn.

Ett energilager skapar energiförluster på motsvarande 25 procent vilket gör att mer energi behöver produceras än om ett energilager inte används.

Räknar ni med smarta elnät?

Nej, men införande av smarta elnät ändrar grundläggande inte på våra beräkningar.

Solenergi har ingen tillgänglig effekt?

Tillgänglig effekt i simulatorn beräknas vid tidpunkten då efterfrågan på el är som störst. I Sverige inträffar detta kalla dagar mellan klockan 7-8 på förmiddagen. Eftersom solen inte har gått upp vid denna tidpunkt på vintern kan solpaneler inte producera någon ström då.

Så har vi räknat

Här kommer en beskrivning av hur vi har räknat ut effekt, energi och energiöverskott.

Effekt

Effekten är ett mått på energiproduktionskapaciteten hos en elproduktionsanläggning. Effekten kan delas upp i tre delar.

Installerad effekt
Medeleffekt
Minsta tillgängliga effekt

Installerad effekt (Watt) är helt enkelt den högsta effekt som produktionsanläggningen kan producera. Medeleffekt beräknas genom att ta energiproduktionen (Wh) för en viss period (exempelvis ett år) och dela med antalet timmar för perioden (ett år är 365×24=8760 timmar).

Minsta tillgängliga effekt är den effekt som sannolikt finns tillgängligt vid tidpunkten för den högsta elförbrukningen. I Sverige inträffar den högsta elförbrukningen ungefär klockan 7 på morgonen under kalla vinterdagar.

För att beräkna tillgängligheten för olika kraftslag används Svenska Kraftnäts årliga balansrapport. Det högsta effektbehovet vid en normalvinter är 26 700 MW men vid en s.k. tioårsvinter kan effektbehovet uppgå till 27 700 MW. Tabellen nedan visar prognosen för installerad effekt vid årsskiftet 2019/20 (Svenska Kraftnät). Notera också att vi räknar bort den delen av gaskraften som ingår i störningsreserven (ca 1360 MW):

Kraftslag	Installerad effekt	Tillgänglig effekt	Tillgänglighetsgrad
Vattenkraft	16 318	13 400	82%
Kärnkraft	7 710	6 939	90%
Solkraft	745	0	0%
Vindkraft	9 648	868	11%
Gasturbiner	219	197	90%
Gasturbiner i störningsreserven	1 358	0	0%
Olje-/kolkondens	913	822	90%
Olje-/kolkondens otillgängligt för marknaden	520	0	0%
Mottryck/kraftvärme	4 622	3 536	77%
Mottryck/kraftvärme otillgängligt för marknaden	450	0	0%
Summa	40 503	25 762	–

Kolkraft och solenergi

I våra beräkningar gör vi bedömningen att kolkraft har motsvarande tillgänglighet som kärnkraft och gasturbiner nämligen 90%. För solenergi har vi valt att noll procent finns tillgängligt när effektbehovet vintertid är som störst. I Malmö går solen upp klockan 08:30 och går ner 15:37 vid midvintersolståndet den 21 december. Högst effektbehov uppstår vintertid före åtta och efter sexton då det alltså i hela Sverige fortfarande är mörkt.

Kolkraft, 90% tillgänglig effekt.
Solenergi, 0% tillgänglig effekt.

Svenska Kraftnät räknar med att det under vintern 2019/2020 finns 745 MW installerad solenergi i Sverige.

Beräkning av reglerkraft

När vi beräknar energi så startar vi först med hypotesen att alla anläggningar med låga produktionskostnader körs så mycket som möjligt. All produktion i icke-styrbara produktionsanläggningar som överstiger årsmedelproduktionen antas gå på export. Vind och sol i det nordiska elsystemet är ofta korrelerat så därför går det inte att importera just dessa kraftslag senare i obegränsad omfattning. Begränsningen till medeleffekten bedöms ändå vara generöst tilltaget.

Elbehov minus produktion utan reglerkraft minus export ger alltså behovet av reglerkraft.

Vattenkraften antas kunna användas fullt ut som reglerkraft även om det i genom vattendomar och andra fysiska begränsningar i praktiken inte är möjligt. När vattenkraften inte räcker till kan gasturbiner eller annan reglerkraft köras under begränsad tid. Reservanläggningar som vissa gasturbiner och oljekondenskraftverk beräknas köras i försumbar omfattning. Kärnkraft och kolkraft, när den finns, beräknas köras så många timmar som möjligt (ca 8 000 timmar per år).

Förenklingar

Simulatorn är tänkt att ge en känsla för begreppen installerad effekt, tillgänglig effekt och relationen till total energiproduktion. Vi tar inte hänsyn till följande saker

Överföringsförluster
Begränsningar i elnätet
Begränsningar i vattenkraftens reglerförmåga
Bara delvis tagit hänsyn till begränsningar för import/export

Dessa avgränsningar har gjorts för att göra simulatorn enkel att använda och ge största möjliga förståelse utan avkall på trovärdigheten i det större perspektivet.

Bränsle

Bränsleåtgång enligt följande tabell:

Produktionstyp	Bränsle (gram/kWh)	Källa
Kärnkraft	0.005	Vattenfall
Kolkraft	379	IEA
Oljekondens	331	Novator
Bioeldad kraftvärme	1000	Novator
Naturgas	187	EPA

Vindkraft, solenergi, och vattenkraft beräknas inte använda något bränsle.

Avfall

Kärnkraft genererar vid produktion avfall i form av använt kärnbränsle. Kolkraft och bioeldade kraftverk genererar fast avfall i form av aska.

Produktionstyp	Avfall (gram/kWh)	Källa
Kärnkraft	0.005	Vattenfall
Kolkraft	37	Novator
Bioeldad kraftvärme	15	Novator

Övriga produktionsslag antas ha lågt eller inget fast avfall.

Koldioxid CO2

Alla produktionsslag ger upphov till koldioxidutsläpp vid byggnation, bränsleutvinning, drift, rivning, etc. Utsläpp beräknas enligt livcykelmodellen. I första hand har vi använt Vattenfalls beräkningar och i andra hand valt andra källor. Koldioxidutsläpp i simulatorn beräknas enligt följande tabell

Produktionstyp	Koldioxidutsläpp (gram/kWh)	Källa
Kärnkraft	5	Vattenfall
Kolkraft	881	IEA
Oljekondens	993	Novator
Bioeldad kraftvärme	15	Vattenfall
Naturgas	515	EPA
Vindkraft	15	Vattenfall
Vattenkraft	9	Vattenfall
Solenergi	46	Wikipedia

Vattenkraft potential

Källa: SMHI Vattenkraft orörda älvar, Potential totalt (TWh) 35 Nyttjande tid (h) 4000 Fördelat på fyra älvar baserat på flöden ger följande potential per älv.

Älv	Flöde (m3/s)	Procent	Energi (TWh)	Effekt (MW)
Torneälven	388	35%	12.4	5 662
Kalixälven	295	27%	9.4	4 292
Piteälven	167	15%	5.3	2 420
Vindelälven	249	23%	7.9	3 607
Summa	1 099	100%	35	15 981

Mer om elnät

Elnät används för att distribuera el från elproducenter till konsumenter. Kostnaden för elnäten beror i huvudsak på två faktorer, avstånd mellan produktion och konsumtion och hur effektivt elledningarna utnyttjas (kapacitetsfaktor).

Ett elnät med korta avstånd mellan produktion och konsumtion ger ett relativt billigare elnät jämfört med ett elnät med långa avstånd.

Långa avstånd ger också betydande överföringsförluster. En tumregel är att 6-10 procent av elen förloras per 1000 km i en 400 kilovolt högspänningsledning.

Enligt världsbanken är de genomsnittliga förluster för svenska elnätet 7 procent eller ungefär 10 TWh vilket är jämförbart med vindkraftens produktion 2013.

Ett elnät med korta avstånd och hög utnyttjandegrad per ledning är därför avgörande för att hålla kostnaderna och överföringsförlusterna så låga som möjligt.

För en vanlig elkund är elnätskostnaderna inte sällan högre än kostnaden för själva elen (elhandelskostnaden).