En elektrisk personlighet

Spørsmål: Kan du forklare hva du mener når du snakker om en synergi mellom nettransformasjon i innenlandske kraftnett og gruvenett?

A: Denne synergien er basert på utviklingen av autonome mikronett med distribuerte energiressurser, primært basert på fornybar energi. De fleste gruveanlegg ligger i avsidesliggende områder, og bare noen få av dem er tilkoblet det innenlandske strømnettet, men selv da vanligvis via lange overføringslinjer.

Derfor er det logisk å utvikle frittstående mikronett med fornybar energi (sol og vind, og muligens hydrogen i nær fremtid), noe som kan eliminere begrensningene ved den sentraliserte nettverkstilnærmingen. Siden mikronettstrukturer allerede er i ferd med å transformere strømnettet, kan de utgjøre strømnettet i gruvene uten vesentlige endringer.

Videre er infrastrukturen og kostnadene knyttet til drift og vedlikehold av gruveanlegg i stor grad preget av dieselmotorer og generatorer, noe som påvirker energikostnadene. Mikronett i gruver kan imøtekomme slike begrensninger samtidig som de støtter en 100 prosent fornybar transformasjon.

Transformasjon av strømnettet gjennom integrering av fornybare energikilder, sammen med modenhet innen batterilagringsløsninger og elbilteknologi, har satt fart i elektrifiseringen av gruver. Mens flere kommersielle elektrisk drevne maskiner og batteridrevne kjøretøy allerede er tilgjengelige for gruver, pågår det også noen forsøk med hydrogendrevne kjøretøy for store lastebiler på gruveområder.

Spørsmål: Hvorfor tror du at dette er det perfekte tidspunktet for elektrifisering, spesielt i gruver?

A: Det handler sannsynligvis om fremskrittene innen kraftelektronikk, som er den muliggjørende teknologien innen fornybar energi og elektriske transportsystemer. I alle anvendelser som involverer kraftelektronikk, bruker lignende kretsløer halvledere til å konvertere elektrisk kraft til å utføre spesifikke oppgaver. I et mikronett kan for eksempel en toveis omformer lade et batteri eller mate en elektrisk last, og en identisk omformer kan også lade batteriet i et elektrisk kjøretøy når det står stille, eller drive en elektrisk motor (eller styre den som en generator under bremsing) når det er mobilt. I tillegg har fremskrittene innen halvlederbrytere (spesifikasjon av bredbåndsbrytere) gjort det mulig å utvikle omformere med høy effekttetthet (volumetrisk og gravimetrisk) til en lav kostnad. Derfor ble de modne produktene innen kraftelektronikk naturlig nok tilgjengelige i gruveutstyr.

Q: Hvilke fordeler har gruvearbeidere som er bekymret for kostnadene ved å elektrifisere utstyret sitt?

A: Vi kan ikke undervurdere reduksjonen av karbonutslipp som en drivkraft for å gå bort fra forbrenningsmotorer i gruveutstyr. Jeg tror imidlertid at den største fordelen for konvertering til elektrisk i gruvedrift handler om forbedringene og mulighetene innen systemeffektivitet og enkel kontroll. Dieselmotorer har en virkningsgrad på ikke mer enn 35 prosent ved nominell belastning (ved nominelt turtall og dreiemoment) og mye lavere ved lette belastninger. Det bør her understrekes at ved lav virkningsgrad produseres det også betydelig varme og høye utslipp (dieselpartikler). Virkningsgraden for elektriske motorer og drivverk kan imidlertid være mer enn 80 prosent i et bredt spekter av belastninger. I gruveindustrien er det dessuten viktig å maksimere oppetiden. Elektriske motordrifter har flere andre fordeler for gruvearbeidere, blant annet lite støy og vibrasjoner, økt pålitelighet, færre mekaniske komponenter og reduserte kostnader til service og vedlikehold. I tillegg gjør de elektriske systemene det sømløst og enkelt å overvåke gruveaktivitetene for prosesskontroll og feildeteksjon, noe som er avgjørende for fremtidige gruveanlegg.

Q: Hvor vanskelig er omskolering av personalet etter at elektrifiseringen av gruven er påbegynt?

Svar: Det er både vanskelig og enkelt, men mest av alt nødvendig. Ikke alle gruvearbeidere trenger å ha samme kunnskapsnivå om elektrifisering. På de høyeste nivåene må gruveeierne overbevises om verdien av elektrifisering, så de må ha kunnskap om hvordan den overordnede integrasjonen fungerer. Ingeniører på bakkeniv� må imidlertid få opplæring på en rekke fronter, blant annet i kraftelektronikk, motordrifter og komponenter og styringssystemer for mikronett. Ved University of Adelaide er vi allerede i gang med å utdanne studenter som skal være klare for denne nye elektriske virkeligheten. Derfor har vi satt i gang en rekke programmer for å hjelpe den fremtidige arbeidsstyrken på feltet. Som en del av disse har vi utviklet kurs som dekker alle moderne distribuerte energiteknologier. Vi har også opprettet den australske kunnskapsbanken for energilagring, der vi deler moderne mikronettplattformer med batterilagring i bruksskala. I tillegg leder vi programmet for elektrifisering av gruver i Future Battery Industries Cooperative Research Centre i Australia, som også har som mål å gi opplæring til gruveindustrien generelt.