Strömavbrott har väl de flesta varit med om. Det blir mörkt eller tvättmaskinen stannar. När allt fungerar igen tror vi att vi har våra 230 volt, varken mer eller mindre. Men i ett elkraftsystem kan både spänningen och strömstyrkan vara av olika kvalitet.
Människor eller ordinära elmaskiner märker knappast en liten variation i spänningen. För datorer och andra känsliga system är det värre. Math Bollens specialområde handlar just om kortvariga spänningssänkningar, så kallade spänningsdippar. De är bara millisekunder långa men ändå ett viktigt fenomen.
– För till exempel ett pappersbruk som styrs av känsliga drivsystem kan det kosta stora pengar. Eftersom de använder enormt stora mängder el kan man inte backa upp med ett batteri, vilket är möjligt för en vanlig persondator vid mindre avbrott, säger han.
Det är kraftkomponenterna i utrustningen som styrs av spänningens fas som drabbas. Man har länge känt till att spänningen varierar på det här sättet, men först under senare tid har spänningsdippar kunnat karaktäriseras på ett riktigt sätt. I utvecklingen av metoder för detta är Math Bollen mycket framstående. Han har kommit på ett fruktbart sätt att gå tillväga. Genom att beskriva fenomenet i tre faser, där spänningsvinkeln har betydelse, kan man undersöka om ett system är känsligt för dippar och även vidta åtgärder för skydd.
– Det gäller att mjuka upp dipparna, man kan minska deras varaktighet eller storlek men också göra utrustningen mindre känslig. Till sist bör man komma till ett läge där utrustningen klarar korta dippar medan nätoperatören ser till att det inte finns alltför många långa och djupa dippar.
Men vem bestämmer vad som är en lång respektive kort dipp? Och vem är det som ska justera vad? Elleverantören eller maskintillverkaren? Ansvarsfrågan kan bli juridiskt delikat och Math menar att det är viktigt att förhålla sig neutral.
– Det är det fina med att vara i akademin, min roll är bara att utveckla mättekniken, tolka vad värdena innebär och presentera detta för berörda parter, säger han.
Allt känsligare system i kombination med elmarknadens avreglering har nämligen lett till att allt fler användare ställer krav på garanterad tillförsel och ett fungerande kraftnät. Kvalitet på kraftförsörjning har blivit en relevant benämning. Men det är ett komplext system, och kraftnätet är inte helt ostört av dem som tappar el ur hålen i väggen. Tvärtom påverkas det av till exempel TV-apparater. Apparaterna ”stör” spänningen i nätet, så kallad distorsion.
– Vid mätningar i Shanghai kan man tydligt se variationerna i distorsioner under några dagar. Topparna under kvällarna beror på att tv-apparaterna sätts på. Vilket alltså i sin tur kan påverka en känslig utrustning hos en annan elkund.
Fler och mindre energiproducenter
Forskningen har traditionellt uppehållit sig främst vid överföringen i det stora nätet utan att titta på detaljerna. Men idag förekommer också alltmer generering av energi från kundsidan, vilket enligt Math inte passar in i den gängse synen. Han har en idé om en annorlunda vinkling. Nätet kan ses som en cirkel, med olika kunder som ger eller tar emot energi.
– Idag hålls spänningen inom snäva gränser i hela nätet, inte bara gentemot kunderna. Men så länge kunderna kan utbyta energi och så länge spänningen vid deras anslutning är inom vissa gränser, struntar de egentligen i hur det går till i själva nätet. Man kan tänka sig att det blir både billigare och bättre att låta spänningen i nätet variera mycket mer och istället ha någon slags reglerutrustning mellan nätet och kunden.
Känsligheten hos de mottagande systemen skulle kunna vara en faktor för att bestämma spänningen, och därmed också kostnaden för reglerutrustningen.
– Det kan förstås bli oändliga trätor om vem som i så fall skulle bekosta en sådan utrustning. Men jag måste tänka visionärt.
Tänker framåt
Math Bollen förefaller ha lätt att vara just framåtsiktande och tänka i nya banor. Sitt eget område vill han beskriva som ”elkvalitet”. I det begreppet ryms såväl forskningen om spänningsdippar och distorsion som tillförlitlighet och kraftelektronik. Dessutom skulle han vilja döpa om avdelningens namn – elkraftsystem – till ”system för överföring av tillförlitlig högkvalitativ miljövänlig energi”.
– Forskningen inom kraftnät är ofta inriktad på hur man genererar och levererar miljövänlig energi. I framtiden skulle jag vilja att vi tänkte mer utifrån hur vi borde spara och vilka effekter det kan ge. Förhoppningsvis kan det nya energicentrat på Chalmers ge många nydanande tankar luft under vingarna.
Intervjun gjordes 2002 av Sofie Hebrand för skriften Ny kunskap.