Solelbåten Midnightsun Elforsk rapport 10:104 Richard Kohlström, Frank Fiedler December-2010
Solelbåten Midnightsun Elforsk rapport 10:104 Richard Kohlström, Frank Fiedler December, 2010
Förord Projektet har genomförts av Richard Kohlström och Frank Fiedler vid Högskolan Dalarna med Frank Fiedler som projektledare. Dessutom har ett flertal studenter inom Magisterprogrammet i solenergiteknik vid Högskolan bidragit till design, byggnation och test av en ny solelbåt. Studenten Gergö Gyulai var ansvarig för den delen av projektet. Detta projekt ingår i det tillämpade solcellsprogrammet SolEl 08-11 etapp III. Programmet finansieras av: Energimyndigheten Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond via NCC och JM Vattenfall E.ON Sverige Fortum ABB Corporate Research Göteborg Energi Exotech HSB Malmö stad Serviceförvaltningen Sharp Electronics Nordic Switchpower Mälarenergi Tekniska Verken i Linköping AB Jämtkraft Umeå Energi Falkenberg Energi Växjö Energi Elnät Rapporten finns fritt nedladdningsbar från SolEl-programmets webbsajt: www.solelprogrammet.se.
Sammanfattning Solbåten Midnightsun har under projektperioden presenterats och visats på många olika evenemang i Sverige. Fokus har varit på utställningar i samband med båtar, energi och utbildning. Intresset har varit stort från besökaren men även från olika medier som tidningar, radio och TV som rapporterade om solbåten. Soleldrivna fordon är ett bra sätt att väcka intresse för soleltekniken. Pga. utökade krav på tekniska åtgärder och ekonomiska insatser avstod vi från deltagande vid solbåtstävlingen Frisian Solar Challange 2010 i Holland. Istället har en solelbåt för turistanvändning på Främby Udde i Falun tagits fram. Båten ska hyras ut till besökare under sommartiden. De elektriska komponenterna är dimensionerade för kortare utflykter med en körtid mellan 3-4 timmar. Båten vid Främby Udde är ett exempel på hur man relativt enkelt kan konvertera befintliga båtar till soleldrift. Främby Udde är ett väl besökt nöjesställe och solbåten kommer därmed att visas och användas av ett stort antal turister från Sverige och utomlands.
Summary The solar boat Midnightsun has during the project period been presented and demonstrated at many different events in Sweden. The focus has been on exhibitions for boats, energy and education. There was a great response from visitors but also from various media such as newspapers, radio and television which reported about the solar boat. Solar driven vehicles are a great way to create interest for solar technology. Due to the increased demand for technical improvements and financial efforts we refrained from participating at the solar boat race "Frisian Solar Challenge" in 2010 in Holland. Instead a solar boat for touristic use at Främby Udde in Falun has been designed and built. The boat will be rented to visitors during the summer period. The electrical components are designed for short trips with a travel time between 3-4 hours. The solar boat at Främby Udde shows that it is relatively simple to convert an existing boat to a solar driven boat. Främby Udde receives many visitors, so the solar boat will be shown and used by a large number of tourists from Sweden and abroad.
Innehåll 1 Bakgrund 1 2 Problemställningen och Mål 2 3 Genomförande 3 4 Evenemang 4 4.1 Energimässa Torsång, 20080811... 4 4.2 Stockholms Flytande Båtmässa, 20080904-20080907... 4 4.3 Teknikfestival om Hållbar teknik - utomhuspedagogik, för gymnasielärare, Lilltorped Falun, 20080911... 5 4.4 KlimatSmart, Falun, 20080913... 6 4.5 Jobbmässa Borlänge, Galaxen, 20081106-20081107... 6 4.6 Allt för sjön (Älvsjömässan) 20090227 20090308... 7 4.7 Teknikåttans Regionfinal i Borlänge, 20090423... 9 4.8 Utomhusdag med tema Teknik och Hållbar utveckling Jonsboskolan i Långshyttan, 20090429... 9 4.9 Teknikåttans Riksfinal i Trollhättan 20090519... 9 4.10 Dutch Open Solarboat Challenge 20090101 20090620... 10 4.11 Teknikdag vid Lilltorpet, Falun 20090910.... 10 4.12 Utställning på Högskolan Dalarna, Borlänge 20090911... 11 4.13 Utomhuspedagogik, Tankesmedja vid Högskolan Dalarna 20090915-20090916... 12 4.14 Frisian Solar Challenge 2010, Solbåtstävling i Holland 20100701 20100710... 12 4.15 Ute runt KNUTen, En utbildningsdag för lärare vid Lilltorpet i Falun, 20100909... 12 4.16 Främby-båten... 13 5 Solbåtstävling och solbåt för turistanvändning 14 6 Sammanfattning 17
1 Bakgrund Ett team bestående av studenter och anställda vid Högskolan Dalarna deltog framgångsrikt i solbåtstävlingen Frisian Solar Challenge i Holland 2008. Utmaningen och målet med tävlingen att föra fram solenergi i nya tekniska lösningar för en långsiktig och hållbar utveckling samt kunskapsspridning och kontaktskapande har varit utgångspunkten för vårt intresse att delta. Solelbåten byggdes i samarbete mellan Högskolan Dalarna och två professionella båtskonstruktörer/byggare. Flera svenska företag, bl.a. REC ScanModule AB i Värmland och OZ Marine AB, har bidragit med komponenter och kunskap. Sparbanksstiftelsen har bidragit med likvida medel till projektet. Totalt 12 studenter från programmen i maskinteknik, solenergiteknik och elektroteknik samt flera anställda vid Högskolan Dalarna har varit involverade i projektet. Detaljerad information om projektet finns tillgänglig på webbsidan www.eses.org. Syften med att bygga solbåten var inte bara att delta i tävlingen utan också att kunna använda den efter tävlingen för demonstration, utställning och utbildning inom solelteknik. 1
2 Problemställningen och Mål Vid Högskolan Dalarna fanns sedan 2008 en solelbåt som var mycket lämplig för att väcka intresse hos ungdomar och allmänheten för solelteknik. Båten är enkelt flyttbar med en anpassad släpvagn och är lätt att sjösätta. Vid tiden för ansökan om detta projekt hade solbåtsteamet vid Högskolan redan fått flera inbjudningar att visa upp båten bl.a. på Stockholms Flytande Båtmässa och teknikfestivalen för grundskole- och gymnasielärare i september 2008. För att kunna acceptera inbjudningar och aktivt använda båten för demonstration och utbildning söktes finansiering för arbetstid och resor för de berörda personerna vid Högskolan Dalarna. Finansiering söktes också för att kunna samordna möten för att skapa en bredare plattform av aktörer från näringsliv och högskolor för vidareutveckling av solbåten och deltagande i den kommande solbåtstävlingen 2010 in Holland. Centrum för Solenergiteknik (SERC) vid Högskolan Dalarna har deltagit i solbåtsprojektet och har också genomfört forskningsprojekt inom solelteknikområdet. SERC är också fundamentet för ESES-European Solar Engineering School som är ett ettårigt Magisterprogram för solenergiingenjörer. Ett flertal ESES studenter har varit inblandade i projektet t.ex. i kursuppgifter och examensarbeten. Projektet hade följande mål: 1. Ge möjlighet att använda den existerande solbåten för olika utställningar, föreläsningar och temadagar om förnybar energi. 2. Samla intresserade aktörer inom svenskt näringsliv, högskolor osv. för att vidareutveckla solbåten för solbåtstävling 2010 i Holland. 2
3 Genomförande Projektet har bestått av två delar. Den första delen handlade om att sprida kunskap om soleldrivna båtar i Sverige och att väcka intresse för solelteknik bland ungdomar. Under projektperioden har den existerande solbåten visas på utställningar, mässor och temadagar. Målet var deltagande i 10 olika evenemang, vilket uppfyllts med råge. Utställningarna har kompletterats med föreläsningar och föredrag om solelteknik. Informationsmaterial har delats ut till lärare, elever och andra intressenter. Det var tänkt att delta med båten vid solbåtstävlingen Frisian Solar Challange i Holland 2010. På grund av de ökade tekniska och säkerhetstekniska kraven från arrangören och introduktion av en hög startuppgift insåg vi att vi inte hade kunna bestå de kraven utan att bygga en helt ny båt. Vid tidpunkten för anmälan fanns inga resurser för det och därför bestämde vi att gå ifrån idén och istället fokusera på att undersöka hur båten alternativ skulle kunna användas. Kapitel 5 beskriver vad vi har kommit fram till. 3
4 Evenemang Huvudsyftet med projektet har varit att öka intresset för solceller i samhället. Enligt våra planer har vi visat solelbåten och hållit föredrag om solelbåten på flera evenemang 2008-2010. 4.1 Energimässa Torsång, 20080811 Solbåten visades på Energimässan på Torsångs Hembygdsgård i samband med Runndagarna. Under Runndagarna arrangerades många evenemang rund sjön Runn mellan Borlänge och Falun som lockade tusentals besökare. Bl.a. skrev Borlänge Tidning om solbåten (se kopia vid sidan). 4.2 Stockholms Flytande Båtmässa, 20080904-20080907 Ekipaget ställdes ut på Stockholms Flytande Båtmässa och fångade ett stort intresse bland mässpublik och förbipasserande. För att fånga så många som möjligt placerades båten på kajen mellan Vasamuseet och Aquaria - genvägen för alla till och från Gröna Lund. Till mässan tryckte Expressen upp en bilaga i 150000ex. Bilagan delades ut i hela Mälardalen och givetvis på mässan. Tidningen Vi Båtägare annonserade att de vill komma och göra ett reportage om Midnightsun lite senare. 4
Bilder från mässan. 4.3 Teknikfestival om Hållbar teknik - utomhuspedagogik, för gymnasielärare, Lilltorped Falun, 20080911 Det var ett hundratal lärare, från förskola till gymnasium, som deltog i festivalen. Runt solbåten och solelteknik hölls två workshops som avslutades med en uppvisningskörning på sjön Varpan. 5
4.4 KlimatSmart, Falun, 20080913 Föreläsningar och utställningar i samband med KlimatSmart dagarna. Utdrag från programmet: Hur ska jag resa? 12:00 Håkan Johansson, Miljövetare Tekniklösningar och samhällsförändringar 12:30 Hasse Andersson, Sparsam körning, Eco-driving 13:00 Hans Sundström, presenterar Falu Bilpool 13.30 Richard Kohlström talar om Solcellsbåten Midnightsun 4.5 Jobbmässa Borlänge, Galaxen, 20081106-20081107 I anknytning till Jobbmässan visades solbåten upp för elever, studenter och andra besökare. Syftet var här att inspirera och visa att det går att åstadkomma flera olika lösningar där solel kan användas. 6
4.6 Allt för sjön (Älvsjömässan) 20090227 20090308 I december 2008 togs den första kontakten med Allt för sjön om eventuell utställning av Solenergibåten. I mitten av januari återupptogs kontakten och vi fick erbjudande om att fritt få ställa ut båten i C-hallen på Innovation- och Designexpon. 40 kvm monteryta på ett mycket bra exponerat ställe. För att kunna exponera båten bra byggdes ett rostfritt hjulförsett podium och från Erik Johan Ljungbergs utbildningsfond erhölls medel för att förse montern med matta, ljus och AV-utrustning. Mässan, som är Sveriges största båt och tillbehörsmässa, drog under de 11 dagarna drygt 95000 besökare. Större delen av dessa passerade montern och en stor del stannade, frågade, diskuterade och visade ett mycket stort intresse för Solenergi. Kontakter knöts med många medutställare och experter på olika områden. Solenergibåten fanns med i utställningskatalogen, i utställarbladet och nämndes på olika sätt i annonsering. 7
8
4.7 Teknikåttans Regionfinal i Borlänge, 20090423 Teknikåttan hade under 2009 frågor och aktiviteter under temat Solen och dessutom också stöd från SolEl i ett annat projekt. Klassuppgiften och aktiviteter bestod i att ungdomarna skulle bekanta sig med och utnyttja SolEl och solvärme på olika sätt. Klassuppgiften var att bygga en SolEl-vagn. Under väntetid vid semifinalerna och under lunchrasten kunde elever och lärare titta på Solenergibåten som fanns bestyckad och utställd utanför lokalen. 4.8 Utomhusdag med tema Teknik och Hållbar utveckling Jonsboskolan i Långshyttan, 20090429 Solenergibåten bokades in för fyra visningar/lektioner för årsklass 8. Mellan lektionerna kom andra klasser och lärare spontant och ville se och ställa frågor om båten som drivs med solsken. 4.9 Teknikåttans Riksfinal i Trollhättan 20090519 Även vid Teknikåttans Riksfinal ställdes båten ut. Denna gång inomhus utanför tävlingslokalerna. De tävlande klasserna, deras lärare och många andra studenter vid Högskolan Väst passerade båten, stannade för, frågade och visade intresse för Solenergi. Under transporten till och från Trollhättan blev ekipaget vid flera tillfällen vid tankning och raster uppvaktad av intresserade medtrafikanter. 9
Bilden är tagen vid ett senare tillfälle. 4.10 Dutch Open Solarboat Challenge 20090101 20090620 I Juni 2009 fanns en ytterliggare en mindre solbåtstävling i Holland. Richard Kohlström planerade för en deltagning. Under vintern och våren passerade Solenergibåten Midnightsun alla förberedande kontrollstationer inför tävlingen. Under tiden har en hel del förbättringar och kompletteringar utförts. Allt var klart en vecka före avfärd när en tredjedel av teamet bröt en arm på två ställen i en cykelolycka. Ett studium av RoadBook en för tävlingen gav direkt att vi inte skulle klara detta enbart på två man. Att ta in en ersättare på så kort varsel i midsommartid var ogörligt och skulle dessutom ha inneburit en fördubbling av transportkostnaderna. Vi lämnade därför in en anmälan om WalkOver för vår del. 4.11 Teknikdag vid Lilltorpet, Falun 20090910. Ett evenemang för gymnasie- och högstadielärare om Teknik, Hållbar utveckling och Utomhuspedagogik. Drygt hundra lärare tillbringar en dag med inspirerande workshops och upplevelser. Midnightsun fanns på plats, denna gång på vattnet med möjlighet att erbjuda provåkning. Två grupper med lärare tillbringade vardera ca 1 timme vid båten och de flesta fick åka med ut på en provtur. Detta tilltag blev mycket uppskattat. På land fanns ett sortiment solceller och solfångare och olika experiment med solenergi hämtade från Teknikåttan. 10
4.12 Utställning på Högskolan Dalarna, Borlänge 20090911 Solenergibåten Midnightsun ställdes upp framför Högskolan Dalarnas huvudbyggnad för att introducera de nya magisterstudenterna i solenergiteknik. Många andra studenter och lärare stannade för och frågade, pratade och diskuterade solcellsteknik och båtar. 11
4.13 Utomhuspedagogik, Tankesmedja vid Högskolan Dalarna 20090915-20090916 Programmet och vädret vid detta evenemang var sådant att en utställning av Midnightsun utom- eller inomhus inte skulle tillföra något. Tankesmedjan samlade ett 60-tal lärare och andra från hela landet och i pauserna visades video och bilder från Midnightsuns äventyr i Holland. 4.14 Frisian Solar Challenge 2010, Solbåtstävling i Holland 20100701 20100710 Den tredje utmaningen från Holland, Frisian Solar Challenge 2010 ställde sådana utökade krav på tekniska åtgärder och ekonomiska insatser att vi avstod från att delta. Tävlingen var även förlagd så i tiden att vi inte skulle kunna uppbringa ett slagkraftigt team eftersom de studenter vi har samtidigt skulle avsluta sina studier. Mer om detta under punkt 5. 4.15 Ute runt KNUTen, En utbildningsdag för lärare vid Lilltorpet i Falun, 20100909 Återigen en inspirations- och utbildningsdag för lärare, från förskola till gymnasium, vid Lilltorpet i Falun. Midnightsun var på plats och två mindre workshops hölls vid båten. Andra omständigheter förhindrade oss att sjösätta båten denna gång. Ett reportage i Annonsbladet, som sprids till alla hushåll i Falun-Borlänge gjordes (se nedan). 12
4.16 Främby-båten Samma dag sjösattes och invigdes solelbåten för turistanvändning vid Främby udde i Falun. Både Annonsbladet, lokala tidningarna och Radio Dalarna täckte upp detta evenemang med artiklar och direktsändning. Mer om den under punkt 5. 13
5 Solbåtstävling och solbåt för turistanvändning Deltagandet i Frisian Solar Challenge i Holland 2010 hade ställts åt sidan eftersom organisationen hade infört en startuppgift av 10000 Euro i C-klassen (senare ändrad till 2500 Euro). Det tekniska reglementet som gäller ställer sådana krav att vår båt inte kommer att platsa i nuvarande skick och med nuvarande bestyckning. Tidpunkten för tävlingen innebar också att de studenter som skulle kunna ingå i teamet inte skulle kunna avsluta sina studier eller finnas tillgängliga. Med den utgångspunkten funderade vi hur vi skulle nyttja solbåten på en bra sätt som följer projektets mål. Vi initierade ett möte med vara magisterstudenter och föreslag att de förutsättningslöst skulle kunna studera användningsmöjligheter för båten. Det visade sig att en soleldriven båt är intressant för turismbranschen i områden men att det skulle vara bättre att designa en ny båt istället för att anpassa den befintliga. Det är framförallt antal passagerare som begränsar användningsmöjligheter för den befintliga båten. Studenterna utvecklade olika modeller hur båten skulle kunna ser ut. Eftersom det inte fanns några resurser att bygga en hel ny båt skulle en befintlig båt användas. Ett enkelt montage för solcellspanelerna utan att skapa stabilitetsproblem var ett annat krav. Vi fick kontakt med Främby Udde nära Falun, ett nöjesställe vid sjön Runn som bl.a. hyr ut olika båtar till turister och organiserar fisketurer (http://www.frambyudde.com). De var intresserat att har en solelbåt för sina gäster och hade en roddbåt som skulle kunna konverteras med en elmotor och solcellsmoduler. För genomförning av konceptet fick vi även hjälp av INTERREG projektet Scandinavian Heartlands (http://www.scandheart.org/). Inom projekten är det även planerat att bygga en liknande båt i Rörås i Norge. Konverteringsarbetet av båten har genomförts av studenten Gergö Gyulai. De följande bilder visar hur resultatet se ut. Båten ger plats för 4 passagerare. 14
15
Solelsystemet består av fyra Sunpower 100Wp moduler, en Steca Tarom 245 laddningsregulator och två Fullriver Deep Cycle AGM batterier (12V, 115Ah). Motorn är en Torqeedo Base Travel 801 S (24V, 800W) med 6 effektsteg. Båtens hastighet och elförbrukning har testats under en solig dag. Resultaten visas i följande figur och tabell. speed P level-1 _ 12W level-2 _ 24W level-3 _ 70W level-4 level-5 level-6 5,5km/h 180W 6,4km/h 400W 7,5km/h 720W Båten har färdigställts och testas i början av september 2010. Under sommaren 2011 ska båten hyras ut till besökare vid Främby Udde. 16
6 Sammanfattning Solbåten Midnightsun har under projektperioden presenterats och visats på många olika evenemang i Sverige. Fokus har varit på utställningar i samband med båtar, energi och utbildning. Intresset har varit stort från besökaren men även från olika medier som tidningar, radio och TV som rapporterade om solbåten. Soleldrivna fordon är ett bra sätt att väcka intresse för soleltekniken. Pga. utökade krav på tekniska åtgärder och ekonomiska insatser avstod vi från deltagande vid solbåtstävling Frisian Solar Challange 2010 i Holland. Istället har en solelbåt för turistanvändning på Främby Udde i Falun tagits fram. Båten ska hyras ut till besökare under sommartiden. De elektriska komponenterna är dimensionerade för kortare utflykter med en körtid mellan 3-4 timmar. Båten vid Främby Udde är ett exempel på hur man relativt enkelt kan konvertera befintliga båtar till soleldrift. Främby Udde är ett väl besökt nöjesställe och solbåten kommer därmed att visas och användas av ett stort antal turister från Sverige och utomlands. 17