Digital dvärgbrytare bryter jättesnabbt

Publicerad 17 aug 2017, 07:30

Släng ut mekaniken och få en elcentral som bryter blixtsnabbt. Svenska Manetos utvecklar digitala dvärgbrytare som ger snabbare nödstopp – och samtidigt gör huset smart.

Stockholmsföretaget Manetos vill revolutionera dagens elcentraler med en ny typ av dvärgbrytare. På utsidan ser de ut som vanliga automatsäkringar. De kopplas in och monteras på DIN-skenan precis som vanligt. Men innanmätet är helt digitalt.

– Om någon stoppar en skruvmejsel i vägguttaget så bryter den digitala brytaren strömmen tusen gånger snabbare än dagens brytare. Dessutom kan den användas för nya tjänster som gör huset smart, säger Trued Holmquist, vd och medgrundare på Manetos.

Mer om ny teknik: Likström räddar bron från att rosta sönder

Traditionella automatsäkringar löser ut elektromagnetiskt vid kortslutning eller termiskt vid överlast. I båda fallen bryts strömmen mekaniskt. Manetos digitala brytare skyddar också mot såväl kortslutning som överlast. Men strömmen bryts i båda fallen elektroniskt med hjälp av en fälteffekttransistor, helt utan mekaniska fördröjningar. Det förklarar den korta bryttiden på endast 250 nanosekunder, en fjärdedels mikrosekund.

– Om någon stoppar en skruvmejsel i vägguttaget så bryter den digitala brytaren strömmen tusen gånger snabbare än dagens brytare.

Trued Holmquist, vd och medgrundare på Manetos

De digitala brytarna kan även bryta strömmen av andra skäl än nödbrytning. Därmed blir det möjligt att styra förbrukningen i varje grupp, och styrningen kan göras med stor noggrannhet. Enskilda sinusperioder i strömkurvan kan plockas bort. Brytarna kan även mäta och analysera hemmets elanvändning, och programvaran kan uppdateras och styras på distans.

Fördjupa dig mer i avancerad elteknik: Därför stör frekvensomriktaren

– I dag används ofta smarta pluggar för att få smarta hem-funktioner, och det krävs massor av pluggar om man vill koppla upp många saker. Vi vill i stället styra alla eldrivna prylar i hemmet från ett enda ställe; elskåpet, säger Trued Holmquist.

Den första tjänsten blir en app för att styra uppvärmningen i fastigheter med direktverkande el. Användaren ska enkelt kunna spara energi och välja önskad temperatur med hjälp av en app. Varje grupp styrs som sagt för sig. Det innebär att man kan välja lägre temperatur i sovrummet än i barnkammaren eftersom radiatorerna i olika rum inte brukar tillhöra samma grupp. Och radiatorerna får naturligtvis inte dela automatsäkring med frysen.

Villan drivs av bränsleceller: Så värms den upp

– I dag används ofta smarta pluggar för att få smarta hem-funktioner, och det krävs massor av pluggar om man vill koppla upp många saker. Vi vill i stället styra alla eldrivna prylar i hemmet från ett enda ställe; elskåpet.

Trued Holmquist

– Men det brukar de ju inte göra, så det ska inte behövas några anpassningar av den befintliga elinstallationen, säger Trued. 

Manetos nästa tjänst ska se till att elfordon laddas när elen är som billigast. Ju mer elpriset varierar över dygnet, desto mer pengar finns att spara. Senare planeras en rad olika tjänster för hemmet. Att styra belysningen på distans, till exempel. En annan möjlighet är tjänster för lastbalansering, där energibolag kan strypa förbrukningen när belastningen är hög.

Sprider elfordon störningar på nätet? Läs vad elkvalitetsexperten anser

Genom att mäta och analysera elanvändningen går det även att dra slutsatser om elprylarna i hemmet. En plötslig förändring kan kanske skvallra om att diskmaskinen behöver service, att frysen sjunger på sista versen eller att strykjärnet har lämnats på trots att ingen är hemma.

FAKTA

Digitala skydd slår mekaniken

• Traditionella automatsäkringar kan ge ett termiskt skydd mot överlast och ett magnetiskt skydd mot kortslutning och andra snabba, stora strömökningar. 

• Det termiska skyddet bygger på en remsa av bimetall, alltså två olika sorters metaller som sitter ihop.  När strömgenomgången ökar värms remsan upp. De båda metallsorterna utvidgar sig då olika mycket, och till sist böjer sig remsan och bryter strömmen. 

• Det magnetiska skyddet bygger på en elektromagnet. Vid snabba strömökningar ökar magnetens dragstyrka tills den orkar dra ett bleck åt sida så att strömmen bryts.

• Manetos digitala brytare skyddar också mot överlast och kortslutning. Men strömmen bryts elektroniskt med hjälp av en lågohmig fälteffekttransistor, vilket går mycket snabbare.

Trued Holmquist poängterar att företaget inte bara siktar på att fjärrstyra eldrivna prylar via en smart telefon. Målet är automatisering – att användaren ska ange vad hen vill uppnå och så fixar tekniken det. Om de digitala brytarna får stort genomslag kan det däremot bli något som elinstallatörerna behöver ta hänsyn till. 

Appen Watty jagar energibovar i konsumenternas hem

– På sikt kan tekniken påverka hur man drar elen i huset, eftersom varje grupp mäts och styrs för sig, säger Trued.

– På sikt kan tekniken påverka hur man drar elen i huset, eftersom varje grupp mäts och styrs för sig.

Trued Holmquist

Än så länge är den digitala dvärgbrytaren ingen färdig produkt. Men i företagets elektroniklabb i centrala Stockholm finns prototypkort, som används för tester och för demonstrationer. De tekniska detaljerna är fortfarande hemliga, så Elinstallatören får inte ta närbilder av prototypen. Företaget har sökt flera patent, som inte har hunnit bli godkända ännu.

Jan Johansson, som ansvarar för utvecklingen av brytaren, berättar om flera tekniska utmaningar som han och kollegan Henrik Borg har haft i projektet.

– Det svåraste har varit att säkra energiförsörjningen till brytarens mikroprocessor. Den ska ha ström både vid hög last, vid låg last och när brytaren har löst ut. Vår senaste patentansökan handlar om hur vi hanterade det, säger Jan Johansson.

Fler projekt med utmaningar: Energimyndig­hetens kontor i Eskilstuna bytte växelström mot likström

– Det svåraste har varit att säkra energiförsörjningen till brytarens mikroprocessor. Den ska ha ström både vid hög last, vid låg last och när brytaren har löst ut. Vår senaste patentansökan handlar om hur vi hanterade det.

Jan Johansson, utvecklingsansvarig

En annan utmaning rör certifieringen. Dagens certifiering av automatsäkringar bygger på mekaniska lösningar, inte på digitala. En tänkbar lösning som Jan har testat är att lägga in en smältbrytare i den digitala brytaren.

I praktiken kommer dock smältbrytaren aldrig att användas. Elektroniken bryter ju på 250 nanosekunder, långt innan smältbrytaren hinner att reagera. Men smältbrytaren gör att kraven uppfylls, samtidigt som det kanske kan upplevas som en extra trygghet om någon känner
sig tveksam till att ersätta den gamla beprövade tekniken med en helt ny typ av automatsäkring.

Mer om automatsäkringar: Momentet viktigt när fasskena med Quick connect-dvärgbrytare ska fästas

De närmaste månaderna ska Manetos demonstrera tekniken för potentiella partner som behövs för att ta produkten till marknaden. Sedan ska konstruktionen krympas och få billigare komponenter. Målet är att nå en lägre produktionskostnad än för dagens mekaniska brytare. Om allt går enligt planerna ska en färdig produkt finnas framme för test och verifiering i december. Nästa år ska försäljningen starta, och ambitionerna är högt satta.

– Vi siktar på en global marknad. DIN-skenan är ju standard och finns överallt, säger Trued Holmquist.

– Vi siktar på en global marknad. DIN-skenan är ju standard och finns överallt.

Trued Holmquist

Den digitala brytaren är inte Manetos första produkt. Företaget erbjuder sedan tidigare en app för att styra vattenburen värme via mobilen. Den bygger på en patentsökt lösning för att koppla upp sig mot givarkabeln till värmepannornas termistorer. På så vis kan resistansvärdet styras så att pannan ”luras” att tro att det är en viss temperatur i huset. Allt för att få pannan att höja eller sänka värmen.

I det här smarta hemmet styrs värmen via bus-slinga

Tekniken funkar för värmepumpar såväl som olja-, gas- och pelletspannor. Hittills har den installerats i ett hundratal villor, främst i Stockholmsområdet. Manetos samarbetar både med energibolag, bland annat Fortum Värme, och med Telia och deras nya IoT-plattform Telia Zone.

Företaget har fler digitala planer efter dvärgbrytaren. En digital jordfelsbrytare till exempel.