Page 1

DET BLI’R TIL NOGET

57

06

19

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

Internet of Things kræver nyt netværk VI S P Ø RG E R KL IMA FORSKEREN:

TEMA

TRAFIKKEN STÅR STILLE

SÅDAN UNDGÅR VI BILKØERNE

SKAL VI DROPPE DE RØDE BØFFER? S TA R T U P U D V I K L E R

dragevindmøller M G O - S K AN DALEN

DERFOR GRÆD VÆGGENE


02

L EDER

Transport vedkommer os alle Transport er mere end at flytte mennesker og gods fra A til B. Det handler også om at gøre det på en måde, så vi undgår at belaste miljøet, at gå på kompromis med sikkerheden og at spilde unødig tid. Transport udfordrer i stigende grad stort set alle lande i hele verden, hvor byerne bliver større, og landområder affolkes. I Danmark skal vi sikre løsninger, der hjælper en ældre borger fra en mindre by til det nye supersygehus langt fra hjemmet. Vi skal undgå, at samfundet spilder millioner af timer i stillestående bilkøer. Og ikke mindst skal vi sørge for, at vores stigende behov for transport af både personer og varer sker på en bæredygtig måde. Teknologiudviklingen kan løse mange af udfordringerne, men teknologi kan ikke gøre det alene. Transport er et samfundsanliggende, som kræver, at mange fagligheder og instanser tænker nyt og samarbejder. For hvad hjælper de geniale løsninger som f.eks. selvkørende biler, hvis forældet lovgivning og regulering forhindrer implementeringen? Lovgivning som barriere for smarte trafikløsninger er netop en af de problemstillinger, som den nye europæiske innovationsalliance EIT Urban Mobility vil arbejde med. DTU er med i alliancen og leder det nordiske engagement i indsatsen. De kommende år vil de europæiske lande i alliancen investere ca. 12 mia. kr. i forskning og innovation, der skaber fremtidens bæredygtige transportformer og bysamfund. DTU forsker allerede i teknologier og løsninger, der angriber flere udfordringer i transportsektoren. I dette nummer af Dynamo kan du læse om nogle af vores projekter, som kan mindske trængsel i og omkring byerne. Nogle er eksempler på teknologier og metoder, der – når de er modne – også har potentialet til at komme borgere og virksomheder til gode uden for de større byer. Vi har nemlig alle brug for transport af både mennesker og gods, uanset hvor i landet vi er.

Anders Bjarklev Rektor

I N D H O L D

04 M E TAL AN ALYS E

Revner i togskinner Sammen med DTU-forskere fandt Banedanmark årsagen til, at der opstod revner i europæiske togskinner.

8

TEMA TRÆNGSEL:

Trafikken står stille Forskere finder løsninger, der kan mindske trængsel i byerne.

10 S ådan får vi flere til at lade bilen stå.

14 Flere og flere varer skal ind i byerne.

17 J agten på p-pladser skaber trængsel.

18 K an autonome busser

klare det sidste stykke?


DYNAMO

5 7 0 6 1 9

UDGIVER Danmarks Tekniske Universitet Anker Engelunds Vej 1 2800 Kgs. Lyngby tlf. 45 25 25 25, dtu.dk ANSV. CHEFREDAKTØR Tine Kjær Hassager REDAKTION Lotte Krull, lkru@dtu.dk og Louise Simonsen, lois@adm.dtu.dk ABONNEMENT dynamo@dtu.dk Magasinet udkommer fire gange om året DESIGN & PRODUKTION OTW A/S ISSN 1604-7877 FORSIDEFOTO PantherMedia

20 TE KNO LO GI UDV I KL I NG

Høre­apparater udfordrer Læs om de mekaniske og akustiske udfordringer, der opstår, når høreapparater skal være endnu mindre.

31

41

U N D E RVAN D S ­ D RO N E R

Autonomt fartøj kan spotte fisk Kunstig intelligens kan hjælpe fiskere til at finde de gode stimer.

IN N OVAT ION

34

NATURLIG STØRRELSE

DY N AM O S P Ø RG E R . . .

Drager høster strøm som vindmøller Andreas Okholm er medstifter af KiteX, der udvikler dragevindmøller. Læs hvordan de kan høste strøm.

Skal vi blive vegetarer for at redde klimaet? Professor Kirsten Halsnæs er bekymret over privatisering af klimaproblemerne.

24

44

I NTE RNE T O F T HI NGS ...

BAGSID EN

Vi zoomer ind på ... tjah, hvad er det?

kræver sit eget mobilnetværk Forskere skal sikre, at IoT ikke drukner i filmstreaming.

32

S TART U P T IL BY D E R G E NVE J T IL

Komplekse analyser af væske Med en fotonisk krystal er en almindelig plastikbeholder blevet til et nyt produkt.

36 BYG G E M ATERIALER

MgO-plader der fik vægge til at græde Følg opklaringen af den største skandale i byggeriet.

03


04

F O R S K N I N G I M E TA L

S L I B N I N G A F S K I N N E R

REVNER I SKINNERNE


DYNAMO

57

06

19

DT U

05

DTU-forskere og Banedanmark har fundet årsagen til, at der opstod revner i nye, hærdede jernbaneskinner.

Anne K. Frederiksen

O Banedanmark

ver hele Europa har man gennem de seneste 10-15 år oplevet revner på en type jernbaneskinner, som ellers skulle være særlig hårde og dermed ekstra slidstærke. Det er revner, der har medført uforholdsmæssigt store udgifter til at vedligeholde skinnerne. Nu har Banedanmark sammen med metaleksperter fra DTU fundet årsagen til revnerne. For godt 20 år siden gik Bane­­dan­ mark over til at anvende skinner af en hårdere type stål – såkaldt hovedhærdet stål – på særlig udsatte steder, så man kunne forlænge skinnernes levetid. Skinnerne blev brugt i kurver, hvor sliddet er særlig stort. Men omkring 2010 opdagede Banedanmark ligesom mange andre europæiske jernbaneoperatører, at der opstod ualmindelig mange fejl på de hovedhærdede skinner. ”Det undrede os, da det hårde stål jo netop skulle sikre en større slidstyrke. Selvom de hovedhærdede skinner kun udgør seks pct. af det samlede antal skinner i Danmark, tegnede de sig alligevel for op mod 15-20 pct. af vores vedligeholdelsesudgifter,” fortæller Carsten Jørn Rasmussen, der er teknisk systemansvarlig for skinnerne i Banedanmark. Mistanke ved en tilfældighed Banedanmark holdt derfor op med at bruge den type skinner efter et par år og gik i stedet tilbage til en ældre skinnetype, der er fremstillet af knap så hårdt stål. Et par år senere fik Carsten Jørn Rasmussen ved et tilfælde mistanke til,

hvad årsagen til fejlene i de hovedhærdede skinner kunne være. Det skete i forbindelse med en undersøgelse af en jernbaneskinne i en helt anden sammenhæng. Skinnen blev skåret over og analyseret. Det viste sig, at der var dannet martensit i et område på skinnen, hvor man ikke ville forvente det. Martensit er en mikrostruktur i stål, der gør det meget sprødt og hårdt. Martensit dannes ved opvarmning og hurtig afkøling. ”Hidtil har den generelle forståelse været, at martensit bliver dannet der, hvor toghjulene har kontakt med skinnen. Men på det undersøgte område af et skinnehoved havde der ikke været nogen kontakt mellem hjul og skinne. Til gengæld var området af skinnen blevet slebet som en del af vedligeholdelsen. Derfor fik vi mistanke om, at skaderne kunne hænge sammen med slibningen,” fortæller Carsten Jørn Rasmussen. Jernbaneskinner bliver slebet præventivt for at forlænge skinnens levetid. Under slibningen bliver der slebet ganske lidt, ca. en tiendedel mm, af skinnen. På den måde fjerner man små revner, inden de når at vokse sig større.

Mikroskopibillede af tværsnittet af en skinne, hvor en revne er opstået i overfladen lige foran det hvide martensitlag.

Skinne med martensitlag på overfladen med ens form og regulære intervaller, som man ser i slibesporene..

Slibningen foregår med et slibetog, som har monteret runde slibesten under sig. Når toget kører frem, sliber stenene skinnerne. Slibningen medfører, at der dannes høj varme og umiddelbart efter bliver stålet meget hurtigt nedkølet. Metaleksperter på sagen Kunne slibningen være årsagen til det øgede antal fejl på de hovedhærdede skinner? For at få afklaret dette indgik Banedanmark et samarbejde med metalforskere på DTU om at gennemføre en række analyser. Banedanmark fandt nogle skinner ved en station, der ikke var i brug. Et slibetog blev sendt ud, og efterfølgende blev de slebne skinner skåret ud og sendt til undersøgelse på DTU. Her begyndte bl.a. professor Dorte Juul Jensen, DTU Mekanik, og senior­ forsker Hilmar Kjartansson Danielsen, DTU Vindenergi, at undersøge skinnerne. Sidstnævnte forsker bl.a. i, hvordan stål opfører sig i f.eks. lejer i vindmøllers gearkasser, hvor stål ruller på andet stål. ”Vi analyserede skinnerne både med 3D-skanning og mikroskopi, og vi kunne konstatere, at der var mærker på tværs af skinnerne, som blev gentaget med regelmæssige mellemrum på f.eks. 29 mm. Slibesten er fremstillet af


06

F O R S K N I N G I M E TA L

hårde keramiske materialer, der består af mange slibekorn. Når et slibekorn er større end de andre, danner det et mærke i skinnen, og det var det, man kunne se som en regelmæssig gentagelse,” fortæller han. Mysteriet opklaret På 3D-skanningerne kunne forskerne konstatere, at der ved slibemærkerne blev dannet den sprøde martensit på overfladen af skinnen, og at det var

Når slibetogene passerer, udvikles der stor varme fra skinneslibning, og der opstår gnister.

SL IB NING A F SKINNER

martensit, der forårsagede de små revner i skinnens overflade. Slibningen, der ellers skulle øge skinnens levetid, viste sig at være årsagen til revnerne. Der er blevet forsket massivt i mange europæiske lande for at finde årsagen til problemet. Men det blev Banedanmark og DTU-eksperterne, der fandt den. ”Problemet med de mange fejl i jernbaneskinner findes i hele Europa og har store økonomiske og driftsmæssige konsekvenser. Der er derfor også stor interesse for vores resultater, både hos de aktører, der har ansvar for jernbaneskinnerne i de øvrige europæiske lande, og hos de virksomheder, der hjælper med at vedligeholde skinnerne. F.eks.

DYNAMO

57

06

19

DTU

er der nu udviklet mindre aggressive slibesten til brug ved vedligeholdelsen,” siger Carsten Jørn Rasmussen. Banedanmark er for længst holdt op med at lægge nye hovedhærdede skinner, og de eksisterende bliver ikke slebet, men fræses i stedet for. Dorte Juul Jensen, professor, DTU Mekanik,  doje@mek.dtu.dk Hilmar Kjartansson Danielsen, seniorforsker,  DTU Vindenergi, hkda@dtu.dk


U D D A N N E L S E

N Y H E D E R

DYNAMO

57

06

19

På diplomingeniør­ retningen Fiskeri­ teknologi kommer man både til at røre ved og lugte til fisk.

DT U

Nye uddannelser inden for sundhed og fiskeri I 2019 udbyder DTU en ny kandidatretning inden for sundhed og en ny diplomingeniørretning inden for fiskeriteknologi. Kandidat­ retningen Avancerede Materialer og Sundhedsteknologi vil lægge op til innovation baseret på viden om kemi og molekylær- og cellebiologi, så kandidaterne kan komme ud i industrien og skabe nye sundhedsprodukter. Den ny diplom­ ingeniørretning Fiskeriteknologi skal uddanne fiskeriingeniører med fokus på bæredygtighed inden for bl.a. fangst, forarbejdning og forvaltning af fisk og skaldyr.

Afgangsprojekt sætter fart på racerbiler

17-22 Sikkerhedsbure Er det tidsrum, hvor DTU forsøgsvis er vil udbyde strengt nødvendigt kurser i studieåret 2019/20. Med en fordobling udstyr de i åbne racer­ti år i antallet af studerende seneste biler, fordi kan de erlette det presset afprøves det, om aftenmoduler eneste, der beskytter på undervisningsfaciliteterne. førerens hoved, hvis bilen ruller rundt.

Som diplomingeniørstuderende udnyttede Jesper Kjær Jørgensen sin viden om komposit­ materialer, konstruktion og design, da han som studerende på Maskinteknik skulle lave sit afgangsprojekt. I samarbejde med Agile Automotive undersøgte han, om det er muligt at anvende kulfiber til racerbilernes sikkerhedsbure. Det er et meget lettere materiale end stål, som er det konventionelle materialevalg i dag. En kulfiberløsning kan halvere vægten af sikkerhedsburet, hvilket vil give langt bedre acceleration og køreegenskaber i Agile Automotives racerbiler.

Sikkerhedsbure er strengt nødvendigt udstyr i åbne racerbiler, fordi de er det eneste, der be­ skytter førerens hoved, hvis bilen ruller rundt. Mariann e Vang Ry de, Amanda W irring Nielsen, Jesper Spang s ma rk N iel s en , M o rt en Ga rl y A n d ers en , Lot t e K ru l l

”Vi får mange henvendelser fra lærere og elever i skoler og gymnasier, der efterspørger viden om rummet.”

Institutdirektør Kristian Pedersen fra DTU Space, der med 2,1 mio. kr. fra Novo Nordisk Fonden skal stå i spidsen for udvikling af et virtuelt læringsmiljø om rummet, naturvidenskab og teknologi.

Per A nto n A l mg ren , Ag il e Au to m ot i ve , DT U

07


08

T R ÆNGSEL

B I L K Ø E R N E B L I V E R L Æ N G E R E

TEMA OM TRÆNGSEL 12 SÅDAN FÅR VI FLERE TIL AT LADE BILEN STÅ

16 FLERE OG FLERE VARER SKAL IND I BYERNE

19 JAGTEN PÅ P-PLADSER SKABER TRÆNGSEL

20 KAN AUTONOME BUSSER KLARE DET SIDSTE STYKKE?

TRAFIK


D T U

DYNAMO

57

06

19

Økonomisk fremgang, stigende beskæftigelse, et øget privatforbrug og en voksende bilpark er ifølge Vejdirektoratet en del af forklaringen på, at trængslen på de danske veje er steget markant siden 2010. Sammen med urbaniseringen, der er en megatrend over hele verden, betyder de evigt voksende byer, at især trafikken i og omkring byerne bliver stadig tættere. Og det vil fortsætte: En fremskrivning til 2030 indikerer en samlet vækst i den danske personbiltrafik på 16 pct. i forhold til 2015. Væksten for vejgodstrafikken forventes at stige med ca. 12 pct., skrev ekspertgruppen ’Mobilitet for frem­ tiden’ i 2018. Verden har brug for smarte løsninger, der kan få trafikken til at glide. L æs om nogle af DTU’s projekter, som kan afhjælpe trængslen.

KEN Bax Lindhardt

STILLE I BYERNE

09


10

T R ÆNGSEL

SÅDAN FÅR VI FLERE TIL AT LADE BILEN STÅ Kortere ventetid ved tog- og busskift og bedre kommunikation med passagerer kan få flere til at vælge kollektiv transport. Af Lotte Krull Bax Lindhardt

61 % AF DANSKE FAMILIER RÅDER OVER ÉN ELLER FLERE BILER. KILDE: VEJDIREKTORATET

O

DTU

OP TIMERING A F K Ø REPL A NER

perationsanalyse. Kun ét ord beskriver det, der kan gøre kollektiv transport mere attraktiv. Gennem operationsanalyser kan køreplaner optimeres, så passagerer undgår at vente unødigt længe, når de foretager et tog- eller busskift. Hvert et minut tæller, når det gælder om at gøre den offentlige transport lækker over for borgerne. Bliver en rejse med den kollektive transport for bøvlet, vælger mange at sætte sig ind bag rattet i deres bil, fortæller adjunkt Evelien van de Hurk. ”De færreste har lyst til at rejse med den kollektive transport, hvis der er to skift undervejs. Det er allerede en udfordring, når der skal foretages bare ét skift. Vi ved også, at den tid, passagerer venter, oplever de som tre gange længere, end hvis de bruger

den samme tid i selve bussen eller toget. Så det vil gavne oplevelsen af den kollektive transport, hvis man kan minimere især ventetiden,” siger Evelien van de Hurk, der forsker i optimering af bl.a. køreplaner ved DTU Management. Passagerernes stigende krav Rejsetid består af tre komponenter, fortæller Evelien van der Hurk: tiden, du bruger på at komme til og fra det nærmeste stoppested eller den nærmeste station, dernæst tiden, du bruger i bussen eller toget, og endelig tiden, du bruger på eventuelle skift undervejs. Blandt forbrugerne er der stigende forventninger til alle tre komponenter, fortæller adjunkten. ”Passagererne stiller stadig højere krav til, at de når frem til deres destination hurtigt og bekvemt,” siger Evelien van der Hurk, der ser det som en del af tidsånden, at vi kræver bekvemme on-demand-løsninger, hvor vi ved hjælp af internettet kan streame tv-serier eller købe ind, akkurat når det passer os. Og i større byer findes nu on-demand-transportløsninger som leje af små elbiler, hvor man kan booke et ledigt køretøj over mobiltelefonen og starte rejsen, præcis når det passer.

Om operationsanalyser Operationsanalyse er en matematisk tilgang til at optimere store og komplekse systemer og er ofte brugt inden for produktionsog ruteplanlægning. Det er et afgørende hjælpemiddel i en lang række praktiske og videnskabelige problemstillinger. Operationsanalyse kombinerer matematisk modellering, heuristisk søgning og machine learning.

Adjunkt Evelien van der Hurk har med sine kolleger påvist, at det er muligt at mindske ventetid ved hjælp af matematisk optimering .


DYNAMO

57

06

19

”Hvis flere fravælger den kollektive transport og i stedet lejer en elbil, får vi et endnu større pres på vejene.

PERSONBILER UDGØR CA.

80 %

AF BILPARKEN. KILDE: VEJDIREKTORATET

”Hvis flere fravælger den kollektive transport og i stedet lejer en elbil, får vi et endnu større pres på vejene og en stigning i trafikpropper omkring og i storbyerne. Derfor bliver det endnu mere presserende, at vi som samfund kan tilbyde gode kollektive transportløsninger,” siger Evelien van der Hurk. Forskeren har sammen med sine kolleger påvist, at det ved hjælp af matematisk optimering af køreplanerne er muligt at skære ned på ventetider ved tog- og busskift – i første omgang i Storkøbenhavn. Arbejdet er udført i projektet Integrated Public Transport Optimisation and Planning, IPTOP, hvor en af samarbejdspartnerne er Movia. Her sidder køreplanschef Poul Bayer, der kender til udfordringerne med optimering og minimering af ventetid. ”Optimeringen af køreplanerne er en kompliceret disciplin, hvor ventetid er en af faktorerne. Det kan helt sikkert støttes med værktøjer, som hjælper planlæggeren til at træffe de rigtige valg,” siger Poul Bayer og uddyber: ”Vi bruger mange ressourcer på at få korrespondancerne i skiftepunkterne til at fungere optimalt. Movias køreplanlægning bygger på data indsamlet om driften. Men vi

11


12

T R Æ N G S E L

DTU

Om IPTOP-­ projektet

PERSONBILSALGET LÅ

9,5 % HØJERE I 3. KVARTAL 2018 END 3. KVARTAL 2017. KILDE: VEJDIREKTORATET

DER KOM OVER

31 % FLERE BILER PÅ DANSKE MOTORVEJE I PERIODEN 2010-2017. KILDE: VEJDIREKTORATET

mangler en let adgang til data om skift i knudepunkterne i den kollektive trafik. Hvis projektet kan hjælpe os med det, vil det kunne bidrage til at kvalificere planlægningen.” At finde den bedste løsning Matematisk optimering er dog nem­ mere sagt end gjort. Det kræver beregninger, analyser og matematiske modeller og store mængder data om passagerantal, rejselængder, ruter osv. ”Optimering betyder helt generelt at finde den bedste løsning. Men først skal man definere, hvad den bedste løsning er. Samtidig er der også et budget, som skal overholdes: Hvor mange penge vil man bruge på den kollektive trafik? Dette er både et politisk og et forbrugermæssigt spørgsmål, som matematikken ikke kan løse,” forklarer Evelien van der Hurk. Hun uddyber, at den tid, det tager at finde de optimale køreplaner, også er vigtig at have for øje: ”Vi skal have udviklet algoritmer, der kan finde løsningerne hurtigt. Det er ikke særlig værdifuldt at sidde med en optimal køreplan om ti år, hvis den er baseret på data om passagerernes behov og rejsevaner anno 2019.” Algoritmen, som DTU-forskerne har udviklet til køreplansoptimering, kan finde en god køreplan i løbet af få timer. Normalt er det en proces, der tager uger – i nogle tilfælde endda måneder. Hurtige algoritmer åbner også op for at skabe dynamiske køreplaner, så den kollektive transport indretter sig mere smidigt efter både passagerernes behov, særlige begivenheder og variation i årstider og vejrlig, siger Evelien van der Hurk: ”Her har busserne et stort potentiale, da deres ruter ikke er lige så faste som tog, metro og letbaner, som jo

• Optimering af køreplaner er en del af forskningsprojektet IPTOP (Integrated Public Transport Optimisation and Planning). • DTU samarbejder med MIT, DSB, Trafikstyrelsen, Banedanmark, Movia, Rapidis, Erasmus Univer-­ sity Rotterdam, The Hong Kong Polytechnic University m.fl. • IPTOP er finansieret af Innovationsfonden. • Projektet afsluttes i 2019.

skal følge skinnerne. Samtidig transporterer busserne lidt færre passagerer ad gangen, så deres ruter kan bedre tilrettelægges efter, hvor passagererne har brug for at stige af og på.” Movias køreplanschef ser frem til at implementere forskernes arbejde. ”De præsentationer, vi hidtil har set af resultaterne, ser interessante ud. Vi glæder os til at anvende resultaterne i en operationel form, så vi kan få gavn af dem i vores planlægning og få omsat vores viden til bedre service for kunderne,” siger Poul Bayer. Potentiale i kommunikation Evelien van der Hurk peger på yderligere et uudnyttet potentiale i den

kollektive transport: kommunikation med passagererne. Bedre kommunikation kan give passagererne kontrollen over deres rejse – både før den finder sted, og undervejs, hvis der opstår uventede afbrydelser. Og i tråd med on-demand-mentaliteten, så kan vi godt lide at have kontrol over vores tid og de løsninger og services, vi har brug for. ”I Holland, hvor jeg kommer fra, kan man ved hjælp af data i realtid fortælle passagererne, hvor fyldte togene er. Det giver passagerer mulighed for at vente måske blot en enkelt afgang med at starte rejsen og til gengæld se frem til en togtur med en siddeplads,” siger Evelien van der Hurk.


OP T IMERING A F K Ø REPL A NER

En anden måde at forbedre kommunikationen på er at informere passagererne om deres muligheder for at fortsætte en rejse, hvis der pludselig opstår uventede afbrydelser. ”Hvis f.eks. togdriften pludselig stopper på grund af teknisk nedbrud, så kan den enkelte passager få en personlig løsning på den videre rute. Det er meget individuelt, hvad der er den bedste løsning. Måske er det ligefrem at blive i toget og vente,” siger Evelien van der Hurk. Som ph.d.-studerende i Holland viste Evelien van der Hurk, at det ikke kræver store investeringer at tilbyde personlige ruter under uforudsete afbrydelser. Det kræver data om passagerrejser og kapaciteten

DYNAMO

57

06

13

1 9

i den øvrige kollektive trafik, samt estimater over de øvrige passagerers forventede adfærd, samt den matematiske model, som hun udviklede for at kunne præsentere de individuelle løsninger på en app til mobiltelefoner. ”Ofte giver det ikke mening, at alle gør det samme. Det kan desuden også skabe problemer andre steder i trafikken, hvis alle bliver anbefalet at fortsætte rejsen med en bestemt buslinje. Det kan skabe overfyldte busser, så andre passagerer ikke bliver taget med, og sammenbruddet kan sprede sig i store dele af transportnetværket. Min matematiske model forhindrer dette,” siger Evelien van der Hurk.

Rejsetidens tre komponenter: 1. Tiden, du bruger på at komme til og fra det nærmeste stoppested eller den nærmeste station. 2. Tiden, du bruger i bus, tog eller metro. 3. Tiden, du bruger på eventuelle skift undervejs.

Matematikken alene kan dog ikke sikre en attraktiv kollektiv trafikløsning. Adjunkten pointerer, at der er brug for politisk vilje og medfølgende investeringer, hvis samfundet ønsker at forhindre, at flere og flere vælger personbilen. ”Kollektiv transport er nødt til at være en del af vores transportløsninger. Vi bliver nødt til at rejse flere sammen, hvis vi vil have en bæredygtig fremtid og storbyer, som er behagelige at leve i,” siger Evelien van der Hurk. E  vel ien va n d e r Hu r k , a d j u n k t , DT U M a n a g ement , ev d h @ t ra n sp o r t . d t u . d k


14

T R ÆNGSEL

C I T Y L O G I S T I K

DTU

FLERE OG FLERE VARER SKAL IND I BYERNE Byerne vokser, og vi handler mere på inter­nettet. To trends med­fører, at flere varer skal ind i byerne, og det udfordrer vejenes fremkommelighed.

S Af Lotte K ru ll B a x Lin d h ard t

tøvler, skummetmælk, skateboards og meget mere bliver ’lagt i kurv’ i danskernes hjem, når vi handler på internettet. Hver gang vi gennemfører en handel i en webshop, sætter vi en pakketransport i gang et sted i landet, og en varebil triller fra et varelager og hen til vores hoveddør – eller nærmeste pakkeafhentningssted. I byerne er det efterhånden et almindeligt syn, at flere vare- og lastbiler i løbet af dagen kører til den samme gade. Først UPS, dernæst GLS, så DHL, så PostNord og flere andre. I flere byer ser man også koncepter som nemlig.com køre ud til boligområderne – måske op til flere gange om dagen, alt efter hvilket tidspunkt de enkelte husstande har ønsket levering af dagligvarer. Og set fra en transportforskers synspunkt giver det ikke mening:

”Vi har virkelig mange parallelle transportsystemer til varelevering. Set fra et optimeringsperspektiv er det helt tåbeligt. Men der er en efterspørgsel og et marked for dag til dag-, ja helt ned til time til time-levering af varer, og forbrugerne har vænnet sig til, at de kan få leveret varer, lige når det passer dem,” siger Allan Larsen, professor ved DTU Management. E-handel øger trængslen E-handel er en af de trends, som vi i stigende grad kommer til at mærke på vejene, fordi den bidrager til, at flere varebiler ruller ud på asfalten. Omkring 15 pct. af køretøjerne i byerne er vare- og lastbiler. I rapporten ’Mobilitet for fremtiden’ udarbejdet i 2018 af en ekspertgruppe for Transport, Bygnings- og Boligministeriet lyder vurderingen, at

”godstrafikken må forventes at vokse noget som følge af fortsat stigende e-handel”. I rapporten står endvidere, at det stigende antal e-handler giver mulighed for optimering og konsolidering af distributionen, så effekten på trafikken mindskes. Konsolidering betyder i denne sammenhæng, at varebilerne bliver pakket grundigt, så de ikke kører halvtomme rundt, forklarer Allan Larsen. Han har forsket i de såkaldte Urban Consolidation Centers


DYNAMO

57

06

1 9

Trængsel koster virksomheder dyrt I 2017 oplevede mere end hver tredje virksomhed, at den måtte stoppe produktionen på grund af forsinkede leverancer forårsaget af transportudfordringer. Det fremgik af en rundspørge blandt 670 virksomheder foretaget af Rambøll for Dansk Industri. Konsekvensen af de forsinkede leverancer har for virksomhederne bl.a. været øget administrativt arbejde og øgede logistikomkostninger, og hos 16 pct. har det kostet kontanter i form af betaling af bod. Samme undersøgelse viste, at seks ud af ti transportvirksomheder oplever, at trafikken er blevet værre de seneste fem år.

4,3 % FLERE LASTBILER KØRTE OVER STOREBÆLTSBROEN I 3. KVARTAL 2018 END I SAMME KVARTAL ÅRET FØR. KILDE: VEJDIREKTORATET

KILDE: DI ANALYSE, ’TRAFIKKEN BLIVER VÆRRE – DET HAR KONSEKVENSER’.

(UCC), der er samlecentraler uden for byerne, hvor varer og gods bliver afleveret og ompakket for at blive kørt ind i byerne i fulde vare- og lastbiler på optimalt planlagte ruter. Idéen lyder genial, men … ”Nogle tror, at en bedre konsolidering kan løse alle udfordringer ved det stigende antal vareleveringer i byerne. Desværre er det ikke helt så enkelt,” siger Allan Larsen og uddyber: ”Mange af de vare- og lastbiler, der kører ind i byen, er allerede fuldt konsoliderede. Især store kæder er gode til at udnytte lastbilernes kapacitet. Og så er der de lastbiler, der kører med køle- og frysevarer, som ikke egner sig til ompakning på en samlecentral, for her risikerer man at bryde en kølekæde, hvilket bl.a. kan gå ud over fødevaresikkerheden.” Tomme biler retur Professoren estimerer, at trækker man de fuldt konsoliderede vare- og lastbiler samt køle-fryse-transporter fra det samlede antal vare- og last-

I STARTEN AF 2018 VAR DER KNAP

3,2 % IMIO. MOTOR­ KØRETØJER I DANMARK. KILDE: VEJDIREKTORATET

biler, ender man med, at kun et par pct. af det samlede antal køretøjer på vejene er vare- og lastbiler, som kunne konsolideres bedre. ”Det antal vare- og lastbiler, man kan fjerne ved at bruge Urban Consolidation Centers, vil desværre ikke løse trængselsproblemerne alene. Men dermed ikke sagt, at det slet ikke skal udnyttes – vi skal bare se på flere løsninger samtidig, hvis vi skal gøre os håb om at mindske trængslen forårsaget af gods- og varetransport,” siger Allan Larsen. Dog er der et uudnyttet potentiale for konsolidering, når lastbilerne forlader byerne igen, mener Allan Larsen: ”Når varerne er læsset af, kører de fleste tomme ud af byen igen, og her kunne man måske udnytte dem bedre til f.eks. at køre pap eller andet affald ud igen.” Konsolidering har altså et be­­ græn­set potentiale for at mindske trængslen ifølge professoren, der heller ikke vil udpege droner og rul-

lende robotter som de store løsninger. Han mener, at det er urealistisk, upraktisk og endda heller ikke noget, der gør byerne rarere at bo i. ”Prøv at forestille dig den larm, der kommer over byrummet, hvis droner skal overtage vareleveringer. Det tror jeg ikke, byboerne vil synes om. Desuden er det også begrænset, hvor mange varer der kan bringes ud af droner, da de er bedst egnede til at flyve med relativt lette pakker. Samtidig skal vi huske på, at energiforbruget ved at transportere i luften er ganske højere end ved at benytte transport på landjorden. Igen siger jeg ikke, at vi slet ikke skal kigge på droner som en mulighed, men de bliver kun en meget lille del af løsningen,” siger Allan Larsen, der også kun har hovedrysten tilovers for idéen med små, rullende robotter, der leverer pakker til byens beboere. ”Måske kan de indgå i nogle leveringsløsninger, men det går jo ikke, at fortovet foran en opgang er

15


16

T R Æ N G S E L

spærret af 20 robotter, der venter på, at beboerne kommer hjem.” Der er ikke ét quickfix I stedet kunne man forsøge sig med ’mobile hubs’, som er et slags mobilt pakkeafhentningssted, hvor beboerne kan hente deres leverancer. ”Så bliver en container gjort klar med pakker uden for byen og kørt ind. Løsningen afprøves lige nu som demonstrationsprojekt i bl.a. Hamborg,” siger Allan Larsen. Med andre ord mener professoren, at der ikke findes ét enkelt quickfix, der letter på trængslen, når flere og flere varer skal ind i byerne. ”Det gælder om at bringe alle løsninger i spil, men også at opfinde og afprøve nye koncepter som f.eks. mobile hubs. I forhold til e-handel kan vi som samfund jo også tage en snak om, hvorvidt det kun er markedet, der skal styre, hvor ofte en pakketransport kører ind i byen. Måske kan støvlerne fra Zalando godt vente et par dage, før de bliver kørt ud. For så kan de blive afleveret sammen med de andre pakker, som skal leveres i netop din gade. Men sådan en løsning er naturligvis forbundet med nogle måske upopulære valg, da det kræver, at politikerne tør indføre en form for regulering af forbrugernes adfærd.” A  l l an Larse n , p rofe sso r, DT U Manage m e nt, al ar@ dtu.dk

Godstransporten er ansvarlig for 30-50 pct. af den transportrelaterede forurening i byerne, oplyser professor Allan Larsen.

C I T Y L O G I S T I K

DYNAMO

57

06

1 9

DTU

TRAFIKKEN PÅ DANSKE MOTORVEJE ØGEDES MED

3,1 % ALENE I DE FØRSTE OTTE MÅNEDER AF 2018. KILDE: VEJDIREKTORATET

Om Urban Consolidation Centers • Et Urban Consolidation Center (UCC) er en samle- og ompakningscentral uden for byen, hvor last- og vare­ biler afleverer deres gods, så det kan ompakkes. Det sikrer, at der ikke kører halvtomme biler ind i byen, og det kan mindske antallet af køretøjer og dermed trængslen. • Omlastning kræver medarbejdere, og det øger omkostningerne. Dermed stiger risikoen for, at varerne i storbyen bliver dyrere, hvilket igen kan skæv­ vride beboersammensætningen, så kun den rigeste del af befolkningen kan bo i storbyen. • Nyeste forskning i UCC-forretningsmodeller, udført af bl.a. professor Allan Larsen fra DTU Management, viser, at det er svært at få konceptet til at løbe rundt økonomisk. Forsøg rundtom i verden viser, at centrene kan etableres med offentlig økonomisk støtte, men så snart støtten bortfalder, bliver centrene urentable. • Forskningen viser imidlertid også, at UCC bidrager til væsentlige miljø­ mæssige gevinster, da konceptet reducerer antal kørte kilometer med vare- og lastbiler i byen med omkring 65 pct., mens bilernes emissioner i byen mindskes med omkring 70 pct. KILDE: ’AN URBAN CONSOLIDATION CENTER IN THE CITY OF COPENHAGEN: A SIMULATION STUDY’ PUBLICERET I INTER­NA­TIONAL JOURNAL OF SUSTAINABLE TRANSPORTATION, 2018.


T R ÆNGSEL

D ATA A N A LY S E

DYNAMO

57

06

19

17

D T U

JAGTEN PÅ P-PLADSER SKABER TRÆNGSEL Bilister på udkig efter parkering fylder på vejene i byerne. I København kan EasyParks app vise vej til den nærmeste p-plads. DTU har leveret avancerede algoritmer og statistiske analyser.

Af Lotte Krull Bax Lin d hardt, E asy Park

Farvekoder guider bilisten til de gader, hvor der er størst chance for at finde en ledig p-plads.

O

p mod 30 pct. af trængs­­len i storbyernes gader og stræder skyldes biler, der cirkulerer på jagt efter en parkeringsplads. Denne trængsel kan mindskes, hvis bilisterne hurtigere finder en p-plads. EasyPark lancerede i starten af 2018 en ny funktion i deres parkeringsapp til mobiltelefonen, der hjælper københavnske bilister med at finde parkering. Find & Park hedder funktionen, der viser, hvor man med størst sandsynlighed kan finde en ledig p-plads tæt på sin slutdestination. Den nye Find & Park-funktion er blevet til med hjælp fra forskere på DTU Compute, der har udviklet algoritmer og statistiske analyser på baggrund af et kæmpe datasæt med mange kilder. ”Vi har hjulpet EasyPark med at sammensætte de forskellige datakilder, der findes på parkeringsområdet. Vi har bl.a. anvendt informationer om beboerlicenser, erhvervslicenser, betalte parkeringer

og konkrete trafikmålinger. Ud­fordringen for os har været at kombinere den meget store og forskelligartede datamængde og opbygge en model, der kan levere forslag til ledige parkeringspladser med meget stor præcision,” siger Bjarne Kjær Ersbøll, professor ved DTU Compute. Farvekoder guider bilisten Og der er tilfredshed med leverancerne hos EasyPark. ”Gennem samarbejdet med forskerne har vi kunnet gennemføre et omfattende forsknings- og dataanalyseprojekt vedrørende parkeringsadfærd og -mønstre i trafikbelastede byområder. Det har ført til udvikling af en række innovative tjenester til glæde for bilister og byer,” siger Maurus Haefliger, product owner and business developer ved EasyPark Group. Find & Park-funktionen viser et kort over det byområde, hvor man ønsker at parkere. Her præsenteres hver enkelt gade med farvekoder på det pågældende tidspunkt, hvor man

søger en p-plads. En rød gade betyder under én ledig plads pr. 100 m, orange indikerer en til to pladser, og grøn mindst to pladser pr. 100 m. Da der er tale om sandsynligheder, er der ikke garanti for, at bilisten så finder en ledig plads. Til gengæld får man et estimat på den tid, man kan forvente at bruge på at finde en ledig plads. Finder p-plads på den halve tid I 2017 viste en tidlig test af Find & Park-funktionen i Stockholm, at bilisterne halverede den tid, de bruger på at lede efter parkering. ”På den måde sparer bilister værdifuld tid og undgår stress, og samtidig reducerer vi trafik og forurening i byer, hvilket gør dem både grønnere og nemmere at komme rundt i for alle,” siger Maurus Haefliger. Funktionen er indtil videre udrullet i København og Rotterdam, men EasyPark forventer, at flere byer i både ind- og udland kommer med. Bja  rn e K jær Er sb ø ll, p rofe sso r, DTU Co mp ut e , b ke r @ d t u . d k


18

T R Æ N G S E L

KO L L E K T I V T R A N S P O R T

DYNAMO

57

06

KAN AUTONOME BUSSER KLARE DET SIDSTE STYKKE? Tre selvkørende busser skal nu testes på DTU Lyngby Campus. De indgår i et projekt, der undersøger, om autonome busser kan bringe passagerer til og fra den kollektive trafik.

Af Lotte K ru ll B a x Lin d h ard t

A

Afstanden til nærmeste stoppested eller station er med til at afgøre, om folk vælger den kollektive trafik eller ej. Hvis der er for langt at gå eller cykle, lokker bilen med sin sædevarme og kopholder, og den offentlige transport bliver fravalgt. Udfordringen er kendt som first og last mile-problematikken: First mile er, hvordan vi kommer frem til

den kollektive trafik, og last mile er, hvordan vi kommer fra den kollektive trafik og hen til vores endelige destination. Måske kan små, selvkørende busser opfylde borgernes transportbehov på disse korte distancer. Det skal det store projekt Linc undersøge, fortæller Jeppe Rich, professor ved DTU Management.

”Visionen for de selvkørende busser er, at de bringer folk til og fra det nærmeste stoppested eller den nærmeste station, og at flere derfor vil lade bilen stå og bruge den kollektive trafik i stedet,” siger Jeppe Rich, der deltager i projektet for at bidrage med viden om trafikplanlægning og passageradfærd. Trængsel kan mindskes I Linc-projektet skal tre auto­nome busser testes i to udvalgte områder

19


DT U

Om testen i Lyngby • Test af tre selvkørende busser på DTU Lyngby Campus forventes at begynde ultimo 2019. • Testperioden er et halvt år og involverer frivillige testpersoner. • Undervejs indsamles viden om passage­rernes modtagelse og brug af busserne. • De tre busser starter med at være bemandede, så en fører overvåger kørslen og griber ind, hvis der opstår en uventet situation. • Bussernes rute er i alt 1,6 km lang og er placeret i den sydlige del af DTU’s campus.

– først på DTU Lyngby Campus, siden i Albertslund. Testområderne ligger i et af Danmarks største byudviklingsområder, Loop City, der dækker de ti kommuner, som hovedstadens 28 kilometer lange letbane kommer til at køre igennem fra 2025. Nem og hurtig adgang til bl.a. letbanens 29 stationer kan måske medvirke til, at flere vælger at køre med den. Det potentiale er interessant for busoperatøren Nobina, fortæller Søren Jacobsen, der er projektleder i virksomheden. Nobina driver ca. 4.000 busser i den kollektive trafik i Skandinavien, og virksomheden medvirker i Linc for at afdække, om den selvkørende teknologi allerede nu kan integreres som transportløsning i den kollektive trafik. ”Hvis selvkørende busser kan få flere til at vælge den kollektive trafik, og vi dermed får mindsket trængslen på vejene, bliver det også lettere for vores andre busser at komme frem. Det kan igen få flere til at vælge den kollektive trafik, og på den måde kan vi måske få sat en positiv spiral i gang,” siger Søren Jacobsen. Test afdækker adfærd I de to gange seks måneders testperiode i henholdsvis Lyngby og Albertslund skal partnerne i Linc bl.a. opnå mere viden om passagerernes adfærd.

Professor Jeppe Rich deltager i Lincprojektet og skal ind­ samle viden om pas­ sagerernes brug af de selvkørende busser.

Om Linc-­ projektet • Linc tester selvkørende busser i to by­ miljøer – DTU Lyngby Campus og Albertslund Kommune – hvor borgere, der dagligt bruger områderne, kan blive testpassagerer. Det giver indblik i, hvad de synes om den nye transportplatform, og hvordan busserne kan blive en del af det fremtidige bymiljø og den kollektive trafik. • I projektet deltager DTU, Albertslund Kommune, busoperatøren Nobina Technology, Loop City, Gate 21, Gladsaxe Kommune, IBM og Roskilde Universitet (RUC). • Projektet er støttet af EU-programmet ’Urban Innovative Actions’ og har et budget på 31,4 mio. kr.

DTU-forskerne skal bl.a. bidrage med køreplansoptimering, hvor der tages højde for varierende efterspørgsel på bussen. I første omgang vil det ske ved at dirigere bussen til stoppesteder, hvor der forventes efterspørgsel på et givent tidspunkt. ”Vi vil opsamle data fra en række frivillige testpersoner for bl.a. at afdække, hvordan de forholder sig til ventetiden på den selvkørende bus, og vi vil få viden om, hvordan man kommunikerer med passagererne, og på sigt, hvordan de måske vil benytte en on-demand-løsning, hvor de ved hjælp af mobiltelefonen kan bestille en kørsel,” siger Jeppe Rich. Tester i Stockholm Om autonome busser bliver den løsning, som i fremtiden bringer folk til og fra den kollektive trafik, afhænger af teknologiudviklingen, vurderer Jeppe Rich:

”Hvis der bliver udviklet hurtigere busser, som kan tage flere passagerer, så kan selvkørende busser komme til at spille en ret stor rolle – ikke kun i byerne, men også i landdistrikterne, hvor borgerne rejser over længere distancer.” Nobina er allerede i gang med at teste selvkørende busser til first og last mile-kørsel i en forstad til Stockholm, og her har virksomheden høstet de første gode erfaringer. ”Busserne bliver faktisk brugt. Vi kan endnu ikke tilbyde, at busserne kan bestilles til en kørsel. Derfor kører de lige nu efter en fast køreplan og i en fastlagt rute. Der er plads til 12 passagerer i hver bus, og de medtager i snit syv passagerer. Det synes vi, er positive resultater,” siger Søren Jacobsen. Jep p e R ic h, p rofe sso r, DT U M a n a ge m e nt , ric h @ d t u . d k

19


NATURL 20

H Ø R E A P P A R AT E R

T E K N O L O G I S K E U D F O R D R I N G E R

PÅ KANTEN AF, HVAD DER KAN LADE SIG GØRE Den danske høreapparatindustri er blandt verdens førende. Hvis denne position skal fastholdes, kræver det imidlertid, at producenterne konstant udvikler deres produkter, som skal være stadig mindre og samtidig kunne rumme flere og flere funktioner. I et center på DTU samarbejder virksomheder og forskere om at presse teknologien til dens yderste grænser.

Antenne

Nederste skal

Af Anne Kirsten Frederiksen Illustration: Gert K. Nielsen

V

i har sikkert alle deltaget i arrangementer, hvor mikrofonen kommer for tæt på højttaleren, som derfor begynder at hyle. Prøv så at forestille dig, hvor tæt mikrofon og højttaler sidder på hinanden i et høre­ apparat. Det kræver viden at placere begge dele, så der ikke opstår en hyletone. Særligt når lydniveauet i højt­ talerne til tungthørende skal være kraftigt, helt op til 140 dB – et lydniveau, der vil gøre almindeligt hørende døve. Det er derfor også svært helt at undgå, at høreapparater hyler til gene både for brugeren og omgivelserne. Denne akustiske tilbagekobling er en udfordring, som alle producenter af høreapparater gerne vil til livs. Udfordringerne gør sig også gældende inden for udvikling og produktion af hovedtelefoner. Den nuværende indsigt i netop dette specielle felt, sammenhængen mellem akustik og mekanik i mikroskala, er dog forholdsvis lille. Her gælder helt andre regler end for akustik i stor skala, hvor det er muligt med lyddæmpende materialer på lofter og vægge at tilpasse

Højtaler

akustikken til rummets formål og eksempelvis dæmpe børnenes stemmer i børnehaver og undervisningslokaler. ”Alle producenter af høreapparater og hovedtelefoner har oplevet store udfordringer med at forstå, hvordan de elektromekaniske komponenter opfører sig i mikroskala. Man kan ikke overføre viden om akustik i opholdsrum til mikroforholdene i et lille høreapparat på bare tre til fire centimeters længde og en halv centimeters bredde. Det kræver en indsigt i både det akustiske og mekaniske domæne, for i et så lille rum opfører det akustiske tab sig helt anderledes end i et stort rum,” siger Morten Kroman, chief technology officer i Widex.

De helt særlige betingelser i et høre­ apparat har indflydelse på, hvilke materialer og hvilken form der vil være mest optimal at vælge. Derfor arbejder forskere og virksomheder på at få viden om disse forhold. ”Udviklingen går samtidig i retning af, at der skal tilføjes endnu flere forskellige komponenter i vores hovedtelefoner og høreapparater. Eksempelvis er det forholdsvis nyt, at antennen er kommet til, så det er blevet muligt for de to høreapparater at kommunikere trådløst mellem brugerens to ører og f.eks. med en mobiltelefon. Og der er ønsker om flere funktioner, f.eks. at indarbejde sensorer i høreapparatet. Disse kunne udsende et varsel, hvis bæreren af appa-


LIG STØRRELSE

DYNAMO

57

06

19

DT U

Mikrofon

Telespole

Om CAMM Mikrofon

Signalprocessor

Kontakter

• CAMM, Centre for Acoustic-­ Mechanic Microsystems, danner rammen om verdensførende forskning inden for feltet akustik og formgivning i mikroskala. • Centeret blev stiftet i 2014 og er drevet af de tre danske producenter af høreapparater og hovedtelefoner Oticon, Widex og GN Hearing i sam­ arbejde med DTU Elektro og DTU Mekanik. • Samarbejdet betyder bl.a., at medarbejdere fra de tre virksomheder underviser som gæstelærere på DTU, ligesom studerende og forskere arbejder med at løse nogle af de konkrete udfordringer, virksom­hederne står overfor. • Centeret bidrager til et frugt­ bart samarbejde mellem universitet og industri med bl.a. fælles eksamens- og ph.d.-projekter. c a mm. el ekt ro . d t u . d k

Strømforsyning

Batteri

ratet har specielle behov, der kræver intervention. Det er supersofistikeret med så meget teknologi samlet på så lidt plads og klart på kanten af, hvad der kan lade sig gøre,” fortæller Karsten Bo Rasmussen, innovation and project manager hos Oticon. Danmark har unik viden Behovet for at få en større fundamen­ ­tal indsigt i sammenhængen mellem akustik og mekanik er baggrunden for, at tre af verdens førende virksom­heder, Oticon, Widex og GN Hearing sammen med DTU har dannet forskningscenteret CAMM, Centre for Acoustic-­ Mechanical Micro Systems. Centret skal være en internationalt førende

Der er forholds­ vis begrænset viden om sam­ menhængen mellem akustik og mekanik i mikroskala, som gør sig gældende i ud­ viklingen af bl.a. høreapparater.

institution, som alle naturligt vil henvende sig til, hvis de har spørgsmål om mikroakustik og -mekanik. ”Det er væsentligt for os at få en større indsigt i de fænomener, der sker på mikroskalaniveau, når vi arbejder med at forbedre de nuværende høreapparater og hovedtelefoner, f.eks. når vi rykker grænserne for lydkvalitet. Tanken med samarbejdet er, at forskerne på DTU arbejder med at udvikle nye videnskabelige metoder, vi som virksomheder kan overtage og bruge i vores produktudvikling. Samtidig sikrer centeret, at der bliver uddannet unge ingeniører, der har indsigt i de problemstillinger, danske virksomheder inden for dette område arbejder med,” siger

Andreas Schousboe, produktudviklingschef i GN Hearing. Både virksomheder og forskere er overbeviste om, at CAMM-centerets arbejde vil betyde ændringer i udformningen af både hovedtelefoner og høreapparater. Ændringer, vi som brugere vil opleve i form af bedre lydkvalitet og flere funktioner, men som ikke vil være synlige med det blotte øje, da de vil bestå af minimalistiske ændringer inden i apparaterne eller bittesmå justeringer af formen på høreapparat eller hovedtelefon. K  rist ia n St u b k j ær, i n st i t u td i re k tø r, DT U E l ek t ro , k rs @ e le k t ro . d t u . d k H  a n s N ø rg a a rd Ha n se n , i n st i t u td i re k tø r, DTU M eka n ik , h n h a @ m e k . d t u . d k

21


22

H Ø R E A P P A R AT E R

TEKNOLOGISKE UDFORDRINGER

DYNAMO

FORSKNINGEN LIGE NU Fire projekter, der forbedrer høreapparaterne akustisk eller mekanisk.

ANTENNE STØBT I PLASTIK Forskerne undersøger, om antennen kan fjernes som en del af høreapparatets indre og i stedet blive støbt i den plastik­ skal, der sidder uden om høreapparatets mange elektroniske elementer.

57

06

19

Af A n n e K irst en F re d e r i k se n I l l u st rat io n : Gert K . Ni e lse n

VENTILATION Normalt skal der være ventilation i høreapparatet, så øret ikke er helt lukket. Det forhindrer okklusion, hvor lyden er ligesom, hvis man har hovedet under vand eller fingre i ørerne. Det vil dog være ønskeligt at kunne lukke ventilationen, når brugeren streamer musik eller taler i telefon, da det giver en bedre gengivelse af de dybeste lyde, bassen. Forskere på DTU har udarbejdet en prototype på en lille elektromagnetisk aktuator, dvs. en magnetfunktion, der kan åbne og lukke ventilationen.

MATERIALER

SKIFT AF BATTERIER

Nye typer af materialer til fremstilling af høreapparater afprøves, f.eks. nanomate­ rialer. Materialerne kan være elektrisk ledende, så man kan undgå, at mikrofon, højttaler osv. inde i høreapparatet går i svingninger med elektriske apparater i nærheden, eller være smuds- og vandafvisende, så høreapparatet bliver lettere at holde rent og ikke reagerer, når det eksempelvis bliver vådt af tåge eller regn.

De fleste høreapparater er udstyret med meget små batterier, der bare er et par millimeter i diameter, og som især ældre brugere kan have svært ved at håndtere. I samarbejde med DTU’s studerende er der udviklet en række idéer til forbedring af batteriskift, bl.a. et lille værktøj til at lette udskiftningen, som efterfølgende er blevet testet blandt høreapparat­ brugere, der var meget begejstrede.

DTU


S A M A RBEJDE

N Y H E D E R

DYNAMO

57

06

19

DT U

DTU-direktør i tænketank mod madspild Institutdirektør Christine Nelleman fra DTU Fødevareinstituttet er udpeget af miljø- og fødevareminister Jakob Ellemann-Jensen til at sidde i bestyrelsen for Danmarks nye tænketank for forebyggelse af madspild og fødevaretab. ”På verdensplan spildes ca. én tredjedel af alle fødevarer. Madspild og fødevaretab er simpelthen én af vor tids store syndere. Så det er en vigtig opgave, som den nye bestyrelse skal løse sammen med de øvrige medlemmer,” siger Jakob Ellemann-­Jensen i en pressemeddelelse.

Rapport om vand og data

Vandsektoren kan blive mere effektiv, innovativ og bæredygtig, hvis man i fællesskab kan gennemføre det næste teknologispring ind i digitalisering og Industri 4.0. Det er en af konklusionerne i DTU’s sektorudviklingsrapport ’Lad vand og data strømme’, der er kommet til verden med bidrag fra DI og Foreningen af Rådgivende Ingeniører (FRI) samt en række andre aktører i den danske vandsektor. Stigning i temperaturen i Jordens ”Den danpermafrost. Det viser den første ske vandsektor sammenhængende undersøgelse af er kommet temperaturændringer i permafrost langt, men der på verdensplan med bidrag skal mere til for fra DTU Byg. at leve op til målene i vandbranchens ’Vandvision 2025’ om mere vækst og eksport i sektoren,” siger Peter UNEP DTU Partnership indgik i starten af året en samarbejdsaftale med indiske Energy Steen Mikkelsen, der er center­ Efficiency Services Limited og verdens største energiserviceselskab, ESCO. Aftalen skal sikre leder for Water DTU og professor bl.a. vidensdeling, der kan hjælpe med at forbedre energieffektiviteten i Indien. UNEP DTU på DTU Miljø. Partnership har gennem flere tidligere projekter bidraget til Indiens bestræbelser på at øge D ow nl oad ra p p o r t : d t u . d k / landets energieffektivitet. Det er bl.a. sket gennem fokus på grøn transport, fjernvarme, køling vand rap p or t samt analyser af best-practice.

, 0 3 GRADER

Eksperter skal forbedre Indiens energieffektivitet

C h ristin a Tæ kke r, M iriam Meister, Lasse Hemmingsen, Sabina A s k h o l m L a rs en , Lot t e K ru l l

J o a c h im Ro d e, Co l o u rb ox

23


24

KO M M U N I K AT I O N S T E K N O L O G I

TEL EMEDICIN

INTERNET OF THINGS KRÆVER MERE STABILT NETVÆRK


DYNAMO

57

06

25

1 9 D T U

”Telemedicin og andre former for Internet of Things skærper kravene til kvaliteten af netværket markant.” LARS DITTMANN, PROFESSOR DTU FOTONIK

Fremkomsten af et særligt netværk til kommunikation mellem apparater åbner f.eks. for, at flere patienter kan blive behandlet hjemme. Det er godt for både livskvalitet og samfundsøkonomi.

L

ivsvigtig kommunikation fra måleudstyr på f.eks. patienter, der behandles hjemme, men overvåges af hospitalet, risikerer at drukne i filmstreaming og opdateringer af mobiltelefoners styresystemer. Derfor skal bl.a. telemedicin køre på et separat netværk. Et samarbejdsprojekt mellem DTUforskere og tre virksomheder skal nu udvikle udstyr, der sender helbredsdata fra patientens hjem til hospitalet med meget stor sikkerhed i forhold til at undgå nedbrud. ”Det er en illusion at tro, at vi kan køre alle de tjenester, vi ønsker, over

mobilnetværket. Telemedicin og andre former for Internet of Things skærper kravene til kvaliteten af netværket markant,” siger professor Lars Dittmann, DTU Fotonik. Han er formand for styregruppen bag projektet, der har fået navnet Watch4Life. Telemedicin er godt for patienterne, som kan behandles i eget hjem. Og det er godt for samfundsøkonomien, fordi der er mange penge at spare, hver gang man kan forebygge en indlæggelse på hospitalet. Derfor udføres der med god grund mange forsøg på området. Men hidtil har kvaliteten af netværket fået for lidt opmærksomhed, mener Lars

M o rt en A n d ers en Ben ny Box


26

KO M M U N I K AT I O N S T E K N O L O G I

Dittmann: ”De fleste projekter udvikler udstyr, der kan måle forskellige biologiske parametre hos kroniske patienter i eget hjem. Men indtil videre er stort set alle løsninger offline. Det kan jeg sådan set godt forstå, for den generelle netværkskvalitet er faktisk for dårlig til, at man kan forsvare at gå online. Den situation vil vi ændre.” Flere nedbrud efter overgang til 4G For de fleste vil det måske være en overraskelse, at det almindelige mobilnetværk har for lav kvalitet til telemedicin. Mange har et billede af, at netværket bliver bedre år for år.

Men faktisk er oppetiden på netværket faldet efter overgangen til 4G-­ netværket, som vi har i dag. Tidligere havde alle telenetværkets basestationer batteri-backups, så de var i stand til at køre i nogle timer i situationer, hvor elnettet var nede. 4G kræver imidlertid et tættere netværk af basestationer, og i takt med opsætningen af nye basestationer blev store dele af de tidligere batteri-backups sløjfet. ”Derved sparede selskaberne penge, men bagsiden er mindre oppetid,” siger Lars Dittmann. I 2G- og 3G-tiden var systemet typisk oppe 99,999 pct. af tiden. I dag er målsætningen, at systemet skal være oppe 99,9 pct. af tiden. Den tilsyneladende lille forskel kan oversættes til, at de samlede udfald over et år tidligere kun løb op i ca. fem minutter, men i dag er flere timer. ”Det er faktisk en dramatisk forringelse. Selskaberne skal nok være glade

T E L E M E D I C I N

for, at vores hukommelse generelt er ret kort,” siger Lars Dittmann og tilføjer: ”Det er måske godt nok til Netflix og anden underholdning, men i forhold til telemedicin kan det være katastrofalt, hvis netværket er nede på et uheldigt tidspunkt. Samtidig er det i dag uklart, hvem der har ansvaret, hvis en patient bliver skadet, fordi nettet er gået ned.” Dertil kommer konsekvenserne for samfundsøkonomien: ”Selv hvis man er heldig, at der ikke er nogen konsekvenser for patientens helbred, vil et nedbrud naturligt skabe utryghed. Man må huske på, at en patient, der føler sig utryg, til hver en tid kan bede om at blive indlagt på sygehuset. Hvis det sker hyppigt, skrider det økonomiske rationale for telemedicinen jo fuldstændigt.” Leverandør til VM i fodbold Den konkrete udformning af det udstyr, som de telemedicinske patienter skal benytte, sker i et samarbejde mellem forskerne på DTU Fotonik og den unge danske virksomhed Leikr. Virksomheden fremstiller elektronik, der hjælper professionelle sportsfolk. F.eks. var det Leikr, der leverede teknologien, der i sommeren 2018 gjorde det muligt for fodbolddommerne under VM at vide, om en bold var over målstregen. Alle dommerne bar et armbånd med et display, hvor de straks kunne se ordet GOAL, når bolden var over stregen. Hidtil har Leikr fremstillet systemer, der ikke kører over offentlige netværk, men etablerer deres eget lukkede lokale netværk, nemlig et nyt netværk med betegnelsen NarrowBand-Internet of Things (NB-IoT, se faktaboks). ”På et fodboldstadion er der så mange aktive mobiltelefoner og anden kommunikation i gang, at vi ikke turde tro på, at vi kunne køre uforstyrret over mobilnettet. Men fremkomsten af NB-IoT-netværket betyder, at man fremover kan tilbyde løsninger som telemedicin uden at skulle etablere separate netværk. Det er vores motivation for at gå ind i projektet,” siger Lars Møller, adm. direktør i Leikr. Smartphonen er ikke egnet Den nye standard giver meget høj sikkerhed for, at data når frem. Samtidig

DTU

bruger den langt mindre strøm end 4G-nettet. ”Desuden er det interessant, at NB-IoT har væsentlig bedre rækkevidde ind i bygninger end mobilnetværket. Hr. og fru Jensen, som skal bære telemedicinsk udstyr på sig, befinder sig jo nu engang ofte indendørs, hvor almindelige mobiltelefoner kan falde ud,” siger Lars Møller. Et eksempel er, at patienter med lungesygdommen KOL med fordel kan overvåge deres egen kropstemperatur. Hvis temperaturen stiger, kan det skyldes en infektion, og opdager man det tidligt, kan man let forebygge, at tilstanden udvikler sig. Leikr udvikler det udstyr, som patienten skal bære. Udstyret minder om et digitalt armbåndsur. ”Det er meget hypet at udvikle løsninger som apps til smartphones, men i USA er myndighederne ved at erkende, at det måske ikke er den klogeste vej at gå, når menneskers helbred er på spil. Der er simpelthen for stor risiko for, at de telemedicinske funktioner bliver lagt ned, når naboens datter streamer en film over mobilnettet, eller producenten af din smartphone vælger at sende dig en opdatering af styresystemet. Der er mange apps, som bobler i baggrunden på en almindelig smartphone, og du er ikke altid selv herre over, hvad der foregår. Fordelen ved NB-IoT er, at trafikken kører på et separat netværk, og med vores device har vi 100 pct. kontrol over den software, der ligger på enheden. En tillægsgevinst er i øvrigt, at man er sikker på, at ingen tredjeparts-app kan lytte med og opsnappe helbredsoplysninger,” forklarer Lars Møller. Hurtigt forbi børnesygdommene Leikrs prototyper bliver udviklet i tæt samarbejde med forskerne på DTU Fotonik. Forskergruppen benytter sig både af teoretiske virkemidler som matematisk modellering og simulering samt afprøvninger af prototyper i laboratoriet og test i felten. ”Før NB-IoT kan indgå i applikationer som telemedicin, hvor tid og pålidelighed er kritisk, er det vigtigt at undersøge teknologiens robusthed og skalerbarhed. Vi undersøger, hvor godt teknologien virker under krævende


forhold, f.eks. i kældre, hvor almindelige mobilsignaler normalt er dårlige,” siger lektor Sarah Ruepp, som leder projektets arbejdspakke om IoT-infrastruktur for pålidelig kommunikation. Ud over Leikr og forskerne fra DTU Fotonik omfatter projektgruppen to store virksomheder, TDC Group Denmark samt Huawei Finland. Det giver en ekstra dimension, mener Leikr-direktør Lars Møller: ”Rent teknisk kan vi have et eller flere produkter klar inden for et halvt til et helt år. Men telemedicin er et nyt marked for os. Der er mange forhold omkring myndighedsgodkendelser samt ikke mindst salgskanaler, som kan være svære at overkomme for en mindre virksomhed. Derfor er vi glade for, at vi kan teame op med større virksomheder gennem Watch4Lifeprojektet.”  ars Dittmann, professor, L DTU Fotonik, ladit@fotonik.dtu.dk

DY N A M O

57

06

19

I dag er målsætningen, at systemet skal være oppe

99,9 pct. af tiden.

NarrowBandInternet of Things Watch4Life-projektet bygger på standarden NarrowBandInternet of Things (NB-IoT), som flere teleselskaber er begyndt at udbyde i Danmark. Standarden er skræddersyet til at understøtte kommunikation mellem maskiner. I modsætning til 4G-netværket egner NB-IoT sig ikke til overførsel af video og lyd, som kræver stor båndbredde. Med NB-IoT kan man holde sig inden for et enkelt frekvensbånd af 200 kHz bredde. Til gengæld er sikkerheden for, at data når frem, langt højere.

SELVKØRENDE BILER KRÆVER BEDRE NETVÆRK Perspektiverne i Watch4Life-projektet rækker meget længere end telemedicin. ”Internet of Things vil brede sig til utrolig mange områder, og det bliver helt afgørende, at netværket kan understøtte de nye anvendelser. Hidtil har det været underholdningsindustrien, som især har drevet udviklingen af internettet frem. Her kan forbrugerne måske leve med, at det af og til går lidt langsommere med at downloade en film, men den går ikke med Internet of Things,” siger professor Lars Dittmann, DTU Fotonik. I dag er forsinkelsen på signalet i 4G-systemet ca. 200 millisekunder. Det er alt for meget til Internet of Things-anvendelser, understreger Lars Dittmann: ”Man kan forestille sig, at to selvkørende biler mødes i trafikken. De er nødt til at udveksle et par beskeder indbyrdes for at blive enige om, hvilken af dem der skal holde tilbage. Inden de er færdige, er de for længst stødt sammen. Det eksempel kan alle nok forstå, men det gælder i lige så høj grad for processer i industrien. Hvis de forskellige værktøjer og systemer skal holde igen for at vente på hinanden, går økonomien hurtigt fløjten. Man kan også tænke på en vindmøllepark, hvor en mølle løber løbsk. Enhver forsinkelse øger risikoen for, at fejlen spreder sig til hele parken og måske fører til et større blackout. Derfor kan jeg ikke se nogen vej uden om, at vi skal ’slice’ internettet, så man kan sikre en højere kvalitet til de vigtigste former for anvendelser.”

27


28

KIG INDEN FOR PÅ DT U

G E O T E K N I S K L A B O R AT O R I U M

J O A C H I M R O D E

Forskning i jord, sten og kalk Bygningsingeniører har brug for at vide, hvad der gemmer sig un­ der den konstruktion, der skal opføres. Og de skal kunne forudse, hvordan underlaget vil reagere på den belastning, en ny bygning vil skabe. Derfor bliver prøver af jord- og bjergarter analyseret i labora­ toriet for geoteknik og teknisk geologi i bygning 129 på DTU Lyngby Campus. Her findes udstyr, der f.eks. kan måle fordelingen af partik­ ler i et materiale, hvor stærkt materialet er, og hvordan det ændrer sig ved forskellige belastninger. Det geotekniske laboratorium ved DTU Byg blev indviet i november 2018 af kronprins Frederik.

DTU


D Y N A M O 57 0 6 1 9

29


30

F O R S K N I N G

N Y H E D E R

DYNAMO

57

06

19

Viden om bølger kan sikre miljøvenlig skibsfart

DTU

11,9

Antal timer et hashtag i gennemsnit lå i top 50 på Twitter i 2016. I 2013 var gennemsnitstiden 17,5 timer, viser ­international forskning med bidrag fra DTU Compute. Den kortere tid under­støtter tesen om, at overflod af information indsnævrer den kollektive opmærksomhed.

Lektor ved DTU Mekanik, Ulrik Dam Nielsen, har forsvaret sin doktorafhandling, der handler om måling af bølger. Kendskab til bølgernes størrelse og udbredelse er essentielt i forbindelse med beregninger af skibes sikkerhed og brændstofforbrug. ”I dag er den typiske situation, at et rederi bestiller et estimat over vejrforholdene i et stort område omkring deres skibe hos et meteorologisk institut. Sådanne estimater kan dog være ganske upræcise, da det enkelte skibs position sjældent passer nøjagtigt med stedet for estimatet. Desuden fås estimatet først flere dage senere. Derfor er målet med min forskning at etablere metoder, som forbedrer estimeringen af bølgeenergien på basis af de bevægelser, man kan måle, at skibet er udsat for, vel at mærke på skibets præcise position og i det aktuelle øjeblik,” siger Ulrik Dam Nielsen.

”Jeg finder det fascinerende, at man kan beskrive mange forskellige problemer med de samme ligninger.” Bornholms energinet bliver overvåget af PowerLabDK på DTU i Lyngby.

Professor Per Christian Hansen, DTU Compute, har modtaget en VILLUM Investigator-bevilling på 35 mio. kr., som han skal bruge til at udvikle algoritmer, der kan beskrive usikkerheden i bereg­ ningen af inverse problemer.

DANMARKS STØRSTE BATTERI TIL BORNHOLM Et DTU-ledet projekt til 30 mio. kr. skal vise, at et stort batteri kan holde Bornholms elnet stabilt ved brug af sol- og vindenergi. Batteriet, som bliver det største batteri, der nogensinde har været tilsluttet det danske energisystem,

får en kapacitet på 1 MWh/1MW. Projektet er treårigt og er et samarbejde mellem DTU og Danfoss Drives, Balslev Rådgivende Ingeniører, NUVVE, Lithium Balance, European Energy og El-net Øst.

J ep p e Mø lgaard , Marianne Vang Ryde, Rikke Høm Jensen, Tore V in d J en s en , Lot t e K ru l l

J o a c h im Ro d e, To rb en N iel s en , Twit t er


ERHVERVS - PH . D.

AU TONOME FA R TØ JER

DYNAMO

57

06

19

D T U

31

UNDERVANDSDRONE SKAL HJÆLPE FISKERE Et lille, autonomt undervandsfartøj skal hjælpe fiskere med at identificere stimer af fisk.

An n e K irste n F re d eriksen Jesper Haahr Christensen

V

irksomheden Atlas Maridan i Rungsted udvikler autonome undervandsfartøjer. De fleste af fartøjerne er store og bruges bl.a. til at undersøge havbunden minutiøst for sten før anlæg af eksempelvis kabler til transmission af energi fra havvindmølleparker til land. Det er store fartøjer, der måler fire-fem meter i længden og vejer flere tons. I øjeblikket arbejder virksomheden på at udvikle et nyt produkt, som i første omgang særligt har fiskere som målgruppe. Det er en undervandsdrone, der kun er en meter lang og vejer ti kilo, og det gør den så lille, at den nemt kan bæres af en enkelt person. Kunstig intelligens Udviklingen af teknologien sker med hjælp fra Jesper Haahr Chris­tensen, der er ansat som erhvervs-ph.d. i et samarbejde mellem DTU Elektro og Atlas Maridan. ”Tanken er, at man fra fiskerbåden kan kaste dronen i havet. Den vil selv kunne finde vej til stimer af fisk i nærheden af båden og afgøre, hvilken slags fisk det drejer sig om, antallet af fisk og deres størrelse. Med den viden kan fiskeren, der måske er ude efter sild, vurdere, om det er fornuftigt at fiske, eller om han risikerer en for stor bifangst af andre fisk, eller at sildene

er for små,” siger Jesper Haahr Chris­ tensen. Dronen gør brug af noget af det samme tekniske udstyr, som kendes fra selvkørende biler. Den er forsynet med både kamera og sonar, der gør det muligt at finde fiskestimer og genkende, om det er sild eller makreller. ”Vi anvender kunstig intelligens til at sikre en korrekt genkendelse af undervandsdronens observationer. Mit arbejde består i at udvikle algoritmer, der kan håndtere de store mængder data, som både kameraer og sonarer indsamler fra det øjeblik, dronen bliver kastet i vandet. De mange data skal hurtigt kunne omsættes til forståelige oplysninger og vises på displayet på en tablet, som fiskeren kan aflæse og handle ud fra,” siger Jesper Haahr Christensen.

Undervandsdronen er ca. en meter lang og vejer ti kilo, hvilket gør, at den let kan håndteres af en enkelt per­ son. Modsat større undervandsfartøjer der måler fire-fem meter og kan veje op til flere tons.

Det er tanken, at udviklingsarbejdet med anvendelse af kunstig intelligens til at genkende og gengive objekter i havet efterfølgende også skal anvendes på virksomhedens store undervandsfartøjer. De er udstyret med tilsvarende kameraer og sonarer til at opfange genstande på havbunden. ”I dag er det et menneske, der sidder og kigger de mange millioner billeder igennem, når vores undervandsfartøjer minutiøst har sejlet over et område af havbunden. Fremover vil vi gerne automatisere denne opgave,” siger Lars Valdemar Mogensen, afdelingsleder i Atlas Maridan. Jesper Haahr Christensens udviklingsarbejde blev indledt allerede i hans studietid på DTU, hvor han skrev sit kandidatspeciale i samarbejde med Atlas Maridan. Det arbejde fortsætter i hans treårige erhvervs-ph.d.-projekt, der skal gøre den nye undervandsdrone så robust og enkel at betjene, at virksomheden efterfølgende kan markedsføre den. J esper Haahr Christensen, erhvervs-ph.d., DTU Elektro, jehchr@elektro.dtu.dk


32

N A N O T E K N O L O G I

L A B O R AT O R I E U D S T Y R

DYNAMO

57

06

19

Startup flytter

KOMPLEKSE ANALYSER

ud af laboratorierne Virksomheden Copenhagen Nanosystems har integreret nanoteknologi i helt almindeligt laboratorieudstyr og gør det enklere at lave avancerede analyser af væsker.

Jeppe Mølgaard Thomas Tølbøl Sørensen

E

r postevandet forurenet med pesticider? Er der bakterier i det? Om få år er det måske muligt at bruge mobiltelefonen til avancerede analyser af væsker. Det skyldes en nanoteknologisk opfindelse, som er udviklet af startup-virksomheden Copenhagen Nanosystems. Det er lykkedes virksomheden at integrere fotoniske krystaller i nanoskala på overfladen af små plastikbeholdere, som også kaldes cuvetter i fagsprog, så man let kan analysere mange typer væsker. Forskningen, der førte til Copenhagen Nanosystems, blev udført i professor Anders Kristensens forskningsgruppe inden for nano­teknologi på DTU.

Hidtil har det været et omfattende arbejde at lave avancerede analyser af væsker. Dette er under forandring. Med den nye nanoteknologiske cuvette kan de avancerede analyser udføres meget nemmere. ”Nu behøver man ikke at investere i et dyrt, højteknologisk laboratorium og hyre specialuddannet personale for at lave analyserne. Det kan du gøre med vores produkt,” siger Emil Højlund-Nielsen, CEO i Copenhagen Nanosystems. Fotonisk krystal er løsningen Novozymes i Søborg har testet cuvetterne, og her ser man nye muligheder inden for bl.a. produktdemonstra­ tioner. ”Det kan give nye muligheder for at gå ud til kunder og vise, hvad vores produkter kan gøre for dem uden at skulle have hele laboratoriet med,”

siger Gernot Abel, science manager i Novozymes i en pressemeddelelse. Der er stor forretning i laboratorieanalyser af medicin og fødevarer, fordi producenter skal dokumentere alle de stoffer, deres produkter indeholder. Helt billige analyser kan bestilles for omkring 1.500 kr. hos eksterne leverandører, mens udgifterne til at drive eget laboratorium med eget udstyr nemt løber op i millioner af kroner. Prisen på laboratorieanalysen afhænger bl.a. af, om man skal dokumentere farvede eller farveløse stoffer i en prøve. De farvede stoffer absorberer lys, og dem kan man nemt finde med et spektrofotometer, som er standardudstyr i de fleste laboratorier. Det fungerer således, at man blander sin prøve op med væske i en cuvette og indsætter den i spektrofotometeret. Her sendes lys igennem


Om fotonisk krystal Fotonisk krystal er et materiale med en periodisk struktur, der forhindrer udbredelse af lys i bestemte bølgelængdeintervaller. KILDE: GYLDENDAL, DEN STORE DANSKE

Den fotoniske krystal ses her som den blå-lilla firkant på plastikbeholderen.

prøven, og en detektor registrerer, hvor meget lys der slipper ud på den anden side. Det er altså muligt for spektrofotometeret at finde frem til materialesammensætningen af væsken ved at tage et billede af, hvor meget lys stofferne i prøven absorberer. Denne metode kommer dog til kort, når farveløse væsker skal analyseres. De absorberer nemlig ikke lys og er derfor usynlige for spektrofotometeret. Her kan den fotoniske krystal i nanoskala gøre forskellen. ”Nanoteknologi opererer i nogle meget små størrelser, og det kan vi udnytte til at adskille flere farver fra hinanden, end vores øjne og spektrofotometeret kan. Kort sagt, hvis man sender lyset fra spektrofotometeret igennem den fotoniske krystal først, ser det ud, som om de farveløse stoffer har en farve alligevel,” siger Emil Højlund-Nielsen.

D T U

33

To distributionsaftaler I 2018 gik Copenhagen Nanosystems på markedet med deres første produkt, NanoCuvette™ One, til koncentrationsmålinger af bl.a. proteiner. Cuvetterne koster 70 kr. stykket. Virksomheden har også indgået to distributionsaftaler med fokus på markedet i Norden og ’emerging markets’ som f.eks. Indien og Rusland. Trods den store interesse for Copenhagen Nanosystems’ teknologi har virksomheden ifølge Emil Højlund-Nielsen stadig ikke passeret den vigtigste milepæl, der indikerer, om forretningsmodellen holder i længden. ”Vi har skudt raketten afsted, men vi ved stadig ikke, om den forlader atmosfæren eller springer i luften på vejen. Vi ved først, om vi får en succesfuld forretning, når vi oplever gensalg – altså at dem, som har købt vores produkter, vender tilbage og bestiller flere,” siger han. Analyser med mobiltelefon Lanceringen af NanoCuvette er bare første skridt på vejen for Copenhagen Nanosystems. For ligesom produktet vil gøre dyrt laboratorieudstyr og højtuddannet personale overflødigt til avancerede laboratorieanalyser, vil det på lang sigt måske også fjerne behovet for at bruge et spektrofotometer. ”Kameraerne i vores mobiltelefoner bliver hele tiden bedre, og snart er de lige så gode som optikken, der sidder i et spektrofotometer. Det er vores ambition på sigt, at man med vores produkt kan lave de samme analyser kun ved hjælp af kameraet i en mobiltelefon. Prøv at tænke, hvor fedt det ville være, hvis du selv kunne teste kvaliteten af dit drikkevand eller dit frugt og grønt for sprøjtegifte på stedet,” siger Emil Højlund-Nielsen. Anders Kristensen, professor,  DTU Sundhedsteknologi, akri@dtu.dk


34

DY N A MO SP Ø RGER …

… OM VI MÅ SPISE RØDE BØFFER

Lotte Krull Bax Lindhardt

”Vi skal ikke skamme os over BØFFER og FLYREJSER” Skal vi droppe b ­ øffer og flyrejser? Nej, mener professor Kirsten ­Halsnæs, der i tre årtier har forsket i feltet mellem økonomi, klima og grøn omstilling. Hun er med i FN’s klima­panel og ærgrer sig over klimadebatten, der i disse år privatiserer klimaproblemet.

q: Skal man blive vegetar for at redde klimaet? a: N  ej. Jeg synes, at det er en

meget radikal holdning, der ikke på nogen måde fremmer folks lyst til at løse klimaproblemerne. Det er da fint, at nogle vælger at spise vegetarisk. Men at mene, at vi alle skal blive vegetarer for at redde klimaet, er en kedelig tendens, fordi den splitter folk. Den kødfrie livsstil er jo mest en trend blandt storbyernes veluddannede elite, som har overskud til gennem deres kost at markere, at de

har de rette værdier. Hvis det så samtidig bliver fremstillet, som om de er bedre mennesker, skaber det en distance til alle de almindelige familier, der kan føle sig udskammet, når de spiser kød. Vi risikerer, at klimadebatten forsimples til røde bøffer eller ej, og vi overser, at den enkelte forbrugers valg skal kombineres med en indsats i hele produktionskæden for fødevarer lige fra dyrehold og planteproduktion til forarbejdning og transport, før varerne endelig ender i forretningerne.

q: Skal vi så stoppe med at rejse med fly? a: N  ej. Det er en rigtig dårlig

idé. Det overrasker de fleste, at kun tre pct. af verdens drivhusgasudslip kommer fra luftfarten. Det er meget vigtigt, at vi stadig rejser ud i verden og møder andre kulturer og befolkninger. For det er især gennem mødet, at vi kan præge hinanden. Når vi rejser ud, kan vi f.eks. være med til at sikre en bæredygtig udvikling i andre lande ved at efterspørge bæredygtige produkter derude og ved at vise,

hvordan vi gør det hos os selv. Særligt i Asien, hvor den helt store klimabelastning stiger, i takt med at de bliver rigere. Dem, der argumenterer for, at vi skal stoppe med at flyve og blive i Danmark, har helt misset pointen om, hvor på Jorden verdens fremtidige drivhusgasudslip vil komme fra. Jeg synes ikke, at det er en løsning, at vi isolerer os i Danmark. Det er netop gennem samkvem og international handel og aftaler med andre nationer, at der sker en vigtig udveksling af idéer og løsninger, og hvor vi kan stille krav til f.eks. bæredygtige produktionsmetoder. q: Har vi ikke et personligt ansvar for klimaet? a: V  i lever i en tid, hvor snart

sagt alting bliver gjort til et personligt ansvar, og når klimaløsninger kommer til at handle om kød og flyrejser, så bliver klimakrisen privatiseret. Men vi kan ikke løse klimakrisen alene i vores private liv. Klimaforandringerne er et fælles problem. Det er et samfundsproblem, som vi skal løse i fællesskab, og hvor alle sektorer og tek-


ÅRETS FORSKNINGSFORMIDLER

DYNAMO

57

06

19

DT U

Professor Kirsten Halsnæs er bekymret for, at privatiseringen af klimaproblemet vil splitte mennesker, fordi kødspisere og flyrejsende bliver udskammet. Professoren blev i april kåret som årets forskningsformidler.

Om Kirsten Halsnæs • Professor Kirsten Halsnæs er uddannet cand.polit. fra Københavns Universitet og forsker i klima og økonomi ved DTU Management. • Siden 1993 har hun været en del af FN’s klimapanel som ledende forfatter og koordinerende forfatter til IPCC-rapporternes kapitler om de økonomiske konsekvenser af klimaændringerne. • Fra 2013 til 2019 har hun været medlem af Det Etiske Råd. • I april 2019 modtog professoren Forskningskommunikationsprisen, som uddeles årligt af Uddannelses- og Forskningsministeriet. • I 2007 var hun blandt modtagerne af Nobels fredspris sammen med resten af IPCC-panelet og Al Gore.

nologier skal spille sammen med forbrugeradfærd. Vi skal ikke skamme os over en rød bøf eller en flyrejse til Thailand, for klimakrisen kan ikke løses af den enkelte, og det er jo heller ikke de enkelte rejsende, som har bestemt, hvordan mulighederne for mere klimavenligt flybrændstof og nyere og mere effektive fly udforskes. Der er masser, vi kan gøre selv, som er både billigt og effektivt i forhold til de store drivhusgasudslip: Spar på energien, brug cyklen, kør i små, klima-

venlige biler, undgå madspild og vær åben over for samarbejde med hele verden. q: Hvad skal der ellers gøres? a: F  or at mindske udslip af driv-

husgasser skal der især kigges på tre sektorer: energi-, landbrug- og transportsektoren. Siden 1990’erne er der sket en stor teknologiudvikling inden for vedvarende energi, så vi kan være rimelig optimistiske her. Men inden for landbrugs- og transportsektoren er vi ikke så langt fremme med den teknologi, der kan

gøre sektorerne bæredygtige. Ud over teknologiudvikling og nye produktionsmetoder af bl.a. afgrøder og kød har vi også brug for politikere, der skaber nogle rammer, som gør det billigere at opføre sig rigtigt. Det kan være at indføre regulering som f.eks. CO2-skatter for virksomheder. Det hjælper i hvert fald ikke at indføre lavere afgifter på store biler, skære ned på den offentlige transport og bygge flere motorveje. Internationalt mener jeg, at vi gør det eneste mulige, nemlig at

lave aftaler og holde et fokus på udviklingen. Løsningerne skal komme fra landene selv, for der findes ikke noget globalt klimapoliti, der kan overvåge eller sågar håndhæve nogen former for straf, hvis et land ikke lever op til målene.  irsten Halsnæs, professor, K DTU Management, khal@dtu.dk

35


36

M G O - P L A D E R B Y G G E M AT E R I A L E R

GÅDEN OM DE GRÆDENDE FACADER Lot t e K ru l l

Bu n c h Byg n in g sf ys ik


DYNAMO

57

06

19

DT U

37

MgO-plader blev brugt som vindspærre i byggeriet fra 2010 til 2015, indtil det viste sig, at pladerne havde en hårrejsende evne til at suge fugt. Følg opklarings­arbejdet om byggeskandalen her.

K

lassiske skrækhistorier starter ofte på en mørk og blæsende novemberaften. Denne historie, der udvikler sig til en sand gyser, og som i pressen omtales som en af landets største byggeskandaler nogensinde, starter også i november. Året er 2014. Om det var mørkt og blæsende, er uvist, men til gengæld var det ifølge DMI en meget fugtig november. Så fugtig, at en række nyere byggerier begynder at opføre sig mærkeligt: Væggene græder. Vand trænger ud gennem overfladerne og opdages, når fugten formørker fundamentet under facaderne eller begynder at glide ned over vinduer, hvor den efterlader en besynderlig fedtet hinde. For ligesom rigtige tårer er dråberne, der pibler ud af bygningerne, salte. På DTU Byg modtager både professor Carsten Rode og lektor Kurt Kielsgaard Hansen et telefonopkald fra en undrende arkitekt i Jylland, som fortæller om det foruroligende syn. ”På dette tidspunkt har ingen hverken opdaget eller omtalt MgO-pladernes evne til at suge fugten ud af den omgivende luft for derefter at afgive den igen som dråber, når luftfugtigheden når et særlig højt niveau,” siger Carsten Rode. I Danmark bliver MgO-plader på det tidspunkt først og fremmest brugt til vindspærre på vægydersider i både nybyggerier og renoveringer, hvor pladerne ofte sidder bag en facadebeklædning, så fugtproblemerne er ikke direkte synlige. Pladerne er produceret i Kina og blev introduceret på det danske marked i 2010, hvor de i løbet af en femårig periode bliver den dominerende løsning til vindspærre, fordi de har en række gode egenskaber; bl.a.

Efter længere tids høj fug­ tighed går MgO-pladerne i opløsning.

har de gode brandegenskaber, de er nemme at håndtere, og de er billigere end tidligere anvendte produkter. Data skal verificeres I november 2014 i Vedbæk modtager Tommy Bunch-Nielsen, indehaver af rådgivervirksomheden Bunch Bygningsfysik, ligeledes et opkald, denne gang fra en entreprenør, der også beskriver besynderlige fugtproblemer fra et byggeri et andet sted i landet. Bunch Bygningsfysik har i mange år arbejdet sammen med DTU Byg, og nu bliver et tæt samarbejde atter nødvendigt. For da mistanken hurtigt rettes mod MgO-pladerne, skal data være i orden, forklarer Tommy BunchNielsen: ”Vi lavede selv de indledende undersøgelser af MgO-pladerne, men for at få lavet præcise analyser tog vi kontakt til DTU Byg, hvor man har det helt rigtige udstyr. Da det samtidig så ud til at blive en stor sag, var det vigtigt for os, at DTU var med, så vi var sikre på, at vores data fra undersøgelserne af


38

M G O - P L A D E R

B Y G G E M AT E R I A L E R

”Man tror ikke sine egne øjne. Vi tjekkede, om vi nu havde målt forkert, eller om der var en anden fejl ved udstyret eller forsøget. Men der var ikke tale om nogen fejl.” LE KTO R KU RT K I E LS G A A R D H A N S E N , DT U BYG

pladerne var helt korrekte, før vi konkluderede noget.” På vegne af Byggeskadefonden går Bunch Bygningsfysik i gang med at afdække byggerier med MgO-plader i det almennyttige byggeri.

SAGEN KORT 2010-2015 MgO-pladerne importeres fra Kina og bruges primært som vindspærre i nybyggeri og renoveringer.

Forbløffede forskere Bunch Bygningsfysik får nu testet fire prøver af MgO-plader fra forskellige byggerier på DTU. Testene sker i såkaldte klimakamre. Et klimakammer er på størrelse med et lille køleskab, hvor man kan styre temperatur og fugtighed og samtidig måle fugtoptagelsen i materialet. Klimakamrene kører ved forskellige fugtniveauer, så pladernes

2014 DTU Byg og Bunch Bygnings­fysik får de første henvendelser om ’grædende’ vægge. 2015 MgO-pladerne undersøges i DTU’s laboratorier, og man opdager, at ­pladernes indhold af salte suger fugt fra luften og afgiver den igen som saltholdige dråber, der kan ­korrodere metal, inficere træ og skabe grobund for skimmelsvamp. I marts udsender Byggeskadefonden en advarsel til branchen om brug af pladerne. Alle MgO-plader skal ud­skiftes – og eventuelle skader på andre bygningsdele skal udbedres. Men hvem har ansvaret og skal betale udgifterne?

Bunch Bygnings­ fysik anslår, at der er 2017 anvendt omkring Voldgiftsretten træffer af­gørelse en mio. i den første sag omkvadrat­ brug af MgO-­ pladerne og placerer ansvaret hos meter MgO-plader et ­byggeprojekts rådgiver. her i landet, og at 2018 udskiftninger og Voldgiftsrettens anden afgørelse placerer ansvaret hos et bygge­ udbedringer vil løbe projekts entreprenør. op i ca. to mia. kr.

De salte dråber forårsagede korrosion af stålkonstruk­ tionen i et byggeri.

DTU

opførsel kan afdækkes. Data fra målingerne viser, at MgO-pladerne er i stand til at suge så meget fugt fra luften, at de øger deres vægt med hele 160 pct. Til sammenligning øger et byggemateriale som træ typisk sin vægt med kun 30 pct., når det opsuger fugt fra luften, når den relative luftfugtighed er højere end 95 pct., forklarer Kurt Kielsgaard Hansen. Selvom forskerne havde mistanke om, at MgO-pladerne ville suge godt, forbløffer målingerne alligevel, fortæller Kurt Kielsgaard Hansen: ”Man tror ikke sine egne øjne. Vi tjekkede, om vi havde målt forkert, eller om der var en anden fejl ved udstyret eller forsøget. Men der var ikke tale om nogen fejl.” Efter en måned i klimakammeret begynder pladerne pludselig at tabe lidt i vægt. Men årsagen er desværre ikke en god nyhed. ”Der begynder at gro skimmelsvamp på pladerne, og det forårsager vægttabet,” siger Kurt Kielsgaard Hansen. Derfor græder pladerne En tredje forsker på DTU Byg, Wolf­gang Kunther, går nu i gang med at studere pladernes materialesammensætning gennem elektronmikroskopi, hvor man helt ned på atomniveau kan definere indholdet. De kinesiske plader er nemlig ikke leveret med en fyldig produktinformation. At MgO-pladerne er så effektive til at suge fugt fra luften, skyldes, at de indeholder flere salte, hvor det mest dominerende er magnesiumklorid. ”Magnesiumkloridet er dog bundet i pladernes indhold af magnesiumoxid, som er den komponent, der lægger navn til pladerne (MgO). Det er formentlig derfor, ingen umiddelbart er opmærksomme på, at pladerne indeholder ganske meget salt,” siger Carsten Rode. Det er netop indholdet af salte, som skaber problemerne. Saltet optager luftens fugt, og når luftfugtigheden når et vist punkt – det såkaldte grædepunkt, som er 84 pct. for visse af MgO-pladerne – sker der en kemisk reaktion inde i pladerne, så fugten begynder at trænge ud i dråbeform: Pladerne græder. Og netop i november 2014 nåede luftfugtigheden i Danmark over de 84 pct. de fleste dage.


DYNAMO

57

06

19

39

D T U

%

Når først de salte dråber er trængt ud, spreder de ødelæggelse. I de konstruktioner, hvor MgO-pladerne er omgivet af metal og fastgjort med skruer, begynder metaldelene at korrodere, og det skaber risiko for nedstyrtning. De steder, hvor pladerne er omgivet af træ, inficeres træet med saltene, hvilket igen næsten tredobler træets evne til at suge fugt. Det skaber risiko for skimmelvækst i konstruktionen. Efter længere tid i fugtig luft begynder pladerne selv en egentlig nedbrydning. Viden skal hurtigt ud Da data er indsamlet og verificeret på DTU Byg, går det stærkt med at få resultaterne ud til byggebranchen så hurtigt som muligt. Sammen med Bunch Bygningsfysik udsender Byggeskadefonden i marts 2015 en advarsel mod brugen af MgO-pladerne. Både DTU og Bunch Bygningsfysik modtager stadig henvendelser om grædende vægge – nu mest fra udlandet. ”Jeg vurderer, at de fleste sager er afdækket i Danmark, men der er flere lande, som er begyndt at få de samme problemer. Jeg har fået en del henvendelser fra England, for de har opdaget, at vi her i Danmark ved en hel del om pladerne. Vi er blevet en slags internationalt førende eksperter inden for MgOplader,” siger Tommy Bunch-Nielsen om sin og DTU-kollegernes viden. Nye materialer bør testes Både Tommy Bunch-Nielsens og Carsten Rodes viden bliver desuden brugt som grundlag i retssager, hvor det skal afgøres, hvem der skal betale for såvel udskiftning af MgO-pladerne som for eventuelle udbedringer af skader forårsaget af pladerne. Bunch Bygningsfysik anslår, at der er anvendt omkring en mio. kvadratmeter MgO-plader her i landet, og at udskiftninger og udbedringer vil løbe op i ca. to mia. kr. ”Det er første gang, den danske byggebranche har oplevet en så stor skade i forbindelse med et enkelt materiale. Det koster et kæmpe beløb at udskifte alle MgO-pladerne, og det er et stort tab for branchens virksomheder og samfundet,” siger Tommy Bunch-Nielsen.

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1

11

Dag

Og måske kunne det have været undgået, mener han. ”Når et nyt materiale på den måde breder sig i hele markedet, burde man få en neutral part som f.eks. DTU til at vurdere, om det er det rigtige materiale fra et rent videnskabeligt synspunkt,” siger Tommy Bunch-Nielsen. Institutdirektør for DTU Byg NielsJørgen Aagaard er enig og påpeger, at DTU de senere år har investeret massivt i nye laboratorie- og testfaciliteter, der kan bidrage med viden om nye byggematerialer. ”Vi har viden og faciliteter til at teste og analysere byggematerialer. Vi kan være med til at sikre et vidensbaseret grundlag for valg af nye materialer eller for ny anvendelse af kendte materialer, så vi fremover kan undgå sager som MgO. Det kan medvirke til, at innovative produkter finder vej til byggebranchen, uden at man gambler med branchens økonomi eller folks helbred,” siger Niels-Jørgen Aagaard.

21

30

Trækonstruktioner suger det salt­ holdige vand og bliver permanent beskadigede.

Carsten Rode, professor, DTU Byg,  car@byg.dtu.dk Niels-Jørgen Aagaard, institutdirektør,  DTU Byg, nja@byg.dtu.dk

Bunch Bygningsfysik anslår, at der er anvendt omkring en mio. kvadratmeter MgO-­plader her i landet, og at udskiftninger og udbedringer vil løbe op i ca. to mia. kr.

En korroderet metalkonstruk­ tion har sat sine spor.

Når luftfugtigheden er højere end 84 pct. begynder visse MgO-plader at af­ give salte dråber. Det kaldes for grædepunktet og vises som den røde streg i figuren. I november 2014 var luft­fugtigheden i Danmark de fleste dage højere end grædepunktet. Kilde: DMI og Carsten Rode.


40

I N N O VAT I O N

N Y H E D E R

DYNAMO

57

06

19

ÅRETS STUDENTERSTARTUP Fire studerende blev til DTU Årsfest hædret for deres startup Paragit Solutions. Mohammad Filfil, Arvan Vali Maani, Wahib Joseph Abboud og Li Ren har udviklet en device, der kan forudsige Parkinsons sygdom op til ti år før det nuværende diagnosesystem. På kun ét år er det lykkedes dem at få en fungerende prototype og adgang til klinisk test, skabe et team på ni personer samt markere sig internationalt.

NU OPFØRES IVÆRKSÆTTERNES BYGNING

S e ko r t v i d eo : d t u . d k/ p arag i t

I foråret startede udvidelsen af DTU Skylab med byggeriet af en ny bygning, der giver mere plads og flere faciliteter, laboratorier og værksteder dedikeret til iværksætteri på DTU Lyngby Campus. Når den nye bygning står klar i 2020, så er pladsen til universitetets innovation og entreprenørskab i Lyngby tæt på tredoblet. ”Vi glæder os til at se den nye bygning tage form, så vi kan matche efterspørgslen blandt studerende, forskere og virksomheder. DTU står bag to nye virksomheder om ugen og udbygning af DTU Skylab og oprettelsen af det nye Center for Entrepreneurskab er hjørnestenene i DTU’s styrkelse af rammerne for iværksætteri blandt studerende og ansatte,” siger Marianne Thellersen, koncerndirektør for innovation og entrepreneurskab på DTU. Udbygningen blev mulig efter en donation i 2017 på 80 mio. kr. fra den A.P. Møllerske Støttefond.

Augit Solutions er en studenter-startup fra DTU, som har udviklet et augmented reality-system, der fjerner lastbilers blinde vinkler, så højresvingsulykker undgås.

REKORDSTORT ANTAL STARTUPS Forskere og studerende på DTU etablerede 87 startups i 2018. Det er det højeste antal nye virksomheder, der nogensinde er etableret på DTU i

Ch r istina Tæ kke r, Pete r Brixen Aagaard, Lotte Krull

løbet af ét år. I 2017 var tallet 60. En ny opgørelse viser, at universitetets studerende stod bag 52 af de nye virksomheder, mens de ansatte stod bag 35. Medarbejdernes startups deler sig især i to store kategorier; sundhed og hardware. De studenterskabte startups fokuserer mere på digitale løsninger, services som salg af produkter samt hardware, som indeholder væsentlige elementer af elektronik, software, kemi eller biologi.

Augit Sol u t io n s , M ika l Sc h l o s s er, Rø rb ø k & M ø l l er A rk it ek t er

DTU


S T U D E N T E R I N N O VAT I O N

V INDENERGI

DYNAMO

57

06

DRAGER HØSTER ENERGI SOM VINDMØLLER Pete r Aagaard Brixen Mikal S chlo sse r

19

D T U

41

En ny generation af drage­­vind­møller kan supplere landbaserede vindmøller og producere energi i landområder uden elnet.

V

indenergi produceret af en drage. Det lyder som en drengedrøm, men med begge ben og et elkabel plantet på jorden har de to tidligere DTU-studerende Andreas Okholm og Mathias Neuenschwander vist, at deres KiteX-drage, svævende i et kabel på 80 meter, kan producere energi til at dække en husholdnings daglige elforbrug.


42

S T U D E N T E R I N N O VAT I O N

V INDENERGI

DTU

KiteX

”Det er en drøm, jeg har haft, lige siden jeg som barn oplevede at blive trukket afsted af en drage, som jeg måtte slippe, fordi vinden var for kraftig. Hvad nu, hvis man kunne tæmme den?”

KiteX blev stiftet af Andreas Okholm og Mathias Neuen­­ schwander i 2016. Projektet har tidligere fået støtte fra The Nordic Web Ventures og det tyske energi­ selskab E.ON. Senest har KiteX i 2018 fået en toårig bevilling på tre mio. kr. fra Innovationsfondens InnoBooster-program til at udvikle en fuldskalamodel af KiteX.

ANDREAS OKHOLM, MEDSTIFTER AF KITEX

”Drageenergi er en kendt teknologi, som flere forskningsgrupper i dag arbejder på. Vores ambition med KiteX er at bevise, at vi kan designe og bygge dragevindmøller og markedsføre dem som produkt,” siger Andreas Okholm.

De første testdrager, som har gennemført prøveflyvninger, hænger i loftet på DTU Skylab. Her arbejder Andreas og Mathias på næste generation af deres drager med navnet KiteX og får rådgivning om produktion af prototyper og coaching i forretningsudvikling. Dronevinger skaber energi Dragevindmøllens vertikale vinger er forsynet med dronepropeller i hver ende. Dronepropellerne bruges til at styre dragen op til en flyvehøjde på 40 meter og ind på en ottetalsbane i luften, som er forprogrammeret på en computer. Herefter styres dragen af hale- og højderoret, og propellerne kan bruges til at høste energi fra vinden. Princippet i produktionen kan sammenlignes med en elcykel, hvor en akkumulator og et batteri skiftevis tilfører og opsamler energi, alt efter om cyklisten træder i pedalerne eller bremser op. ”Det er en drøm, jeg har haft, lige siden jeg som barn oplevede at blive trukket afsted af en drage, som jeg måtte slippe, fordi vinden var for kraftig. Hvad nu, hvis man kunne

tæmme den?” siger Andreas Okholm. KiteX blev senest testet på DTU Risø Campus i 2018, hvor en prototype med otte propeller og en vægt på fem kilo med al elektronikken til næste generations dragevindmølle blev testet. Testen skulle dokumentere, at elektronikken, som transporterer og konverterer strømmen imellem netforbindelsen, jordstationen og dronemotorerne, virkede pålideligt over 24 timer. Andreas og Mathias har tidligere testet en prototype med et vingefang på 1,4 meter og vist, at dragevindmøllens kontrolelektronik og aerodynamiske konstruktion fungerer. Supplement til vindenergi Andreas Okholm og Mathias Neuenschwander arbejder i øjeblikket på at udvikle en fuldskalamodel af KiteX. Modellen rummer en nytolkning af dragekonceptet, hvor to drager med et vingefang på tre meter og en samlet vægt på 16 kilo sendes i cirkulation på det samme kabel. Ved at fordoble antallet af drager på kablet kan KiteX firedoble produktionen af energi.


DTU Skylab Incubator

06

19

18

DET BLI’R TIL NOGET

DA N M A R K S TE K N I S KE U N I VE RS I TE T

55

12

18

DA N M A R K S TE K N I S KE U N I VE RS I TE T

54 09 18

SOLENERGI TEMA

Hvad er en tandemsolcelle? Hvornår dimitterer den første solingeniør? Hvorfor har Danmark flest solvarmeanlæg? Hvordan kan solceller sikre velfærd i Afrika?

TEMA

CYBERSIKKERHED Hvordan ruster virksomheder sig mod cyberangreb? Hvorfor skal ingeniørstuderende lære at hacke? Kan vi vende cybertruslen til en fordel?

FORS KE R U DV IKLE R INTE LL IGE NT

UN G FO RSKE R I SP I DSE N M E D E T N YT

MEJETÆRSKER

2D-MATERIALE E . CO LI -BA KTE R I E R K A N SI K RE

S PINOU T S Æ TTE R

BÆREDYGTIG FARVNING AF DENIM

NANOAFTRYK I GLOBALE PRODUKTER

23 løsninger blev testet

PROFE S S OR OM DE LE ØKONOMI PÅ E L MA RKE DE T:

”Hvis man har investeret i grøn energiteknologi, bør man også have råderet over den strøm, man selv fremstiller.”

DET BLI’R TIL NOGET

at vi behandler spildevandet bedre end drikkevandet.”

B IOG A S :

03

19

Radiobølgers vej rundt om hovedet

”Det er besynderligt,

GYLLE KAN UDNYTTES BEDRE

56

N YE M O DE LLE R A F

P RO F E SSO R O M M O DSTA N DE N M O D RE N SN I N G A F DR I K KE VA N D:

ROS KIL DE FE S TIVAL :

DET BLI’R TIL NOGET

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

OVE R R A SKE N DE F UN D:

JUPITER HAR TO SYDPOLER

57

06

19

DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET

57 06 19

18

J akob Sva g in , t ea ml ed er, st a rt u p s a n d prototypin g , DTU Sk yl a b , jsva @ d t u . d k

09

12

Andreas Ok h o l m, K it eX , info @ k it ex . t ec h

54

55

Skarp konkurrence Udviklingen af dragevindmøller har stået på de seneste ti år og tæller internationale virksomheder som Google og det tyske energiselskab E.ON. Udviklingen tog for alvor fart, da Google i 2013 købte det amerikanske vindselskab Makani Power, som har specialiseret sig i at producere turbiner til drager, der genererer strøm i flere kilometers højde. Amerikanske nyhedsmedier vurderer, at Googles Energy Kite, der er designet som et cirkulerende svævefly, er tæt på at blive lanceret. Også danske Vestas er gået ind på markedet og har taget fire patenter på at forankre luftbårne vindmøller på offshoreanlæg.

DET BLI’R TIL NOGET

18

med meget lave startomkostninger. Et andet marked kan være at koble dragevindmøller på eksisterende vindmøller og høste energi i højere luftlag eller forankre dragerne i et fundament fra en nedlagt vindmølle og dermed udnytte fundamenter og kabling i længere tid, når vindmøller skal skrottes.” De nye drager med et vingefang på tre meter bliver testet på DTU Risø Campus i løbet af foråret og sommeren i år, hvor målet er at få dragerne til at flyve og producere strøm. Herefter vil Andreas Okholm og Mathias Neuenschwander arbejde videre mod et mål om en dragevindmølle med et vingefang på 16 meter, som kan producere 500 kW.

09

Dragerne er designet til at kunne producere fire kW, svarende til forbruget i fem danske husstande. Men markedet for drageenergi skal dog primært findes i udviklingslande, ­­ siger Andreas Okholm. ”Drageenergi er et supplement til vindenergi. Det kan f.eks. være en fordel at bruge dragekonceptet i områder uden elektricitet, hvor dragerne kan erstatte dieseldrevne generatorer eller kobles på et generatorsystem

57

54

DTU Skylab Incubator er et program for startups stiftet af tidligere DTU-studerende, som op til et år efter deres uddannelse er i gang med at afklare deres produkt og afsøge markeder. Med Incubator-programmet får virksomhederne adgang til workshops, mødelokaler og andre faciliteter i DTU Skylab. Programmet rummer også regelmæssige møder med en startup-coach og regelmæssige samtaler og møder med de øvrige del­ tagere i Incubator.

DYNAMO

TEMA

STOP SULT:

AGTEN PÅ PROTEINER Er der mad nok til alle, når Jordens befolkning tæller ti mia. i 2050? Nu leder forskerne efter alternative kilder til proteiner.

BÆ RE DYGTIG VA NDFORSY NING TIL

FLYGTNINGELEJRE

Internet of Things kræver nyt netværk

DY NA MO S PØRGE R:

HVORNÅR FÅR VI PERSONLIG MEDICIN? TEKNOLOGISK UDFORDRING

Vindmøller på dybt vand GE NV INDING

VÆRDIFULDE STOFFER FRA SPILDEVAND

VI SP Ø RG E R KLI M A FO RSKE RE N :

TEMA

TRAFIKKEN STÅR STILLE

SÅDAN UNDGÅR VI BILKØERNE

SKAL VI DROPPE DE RØDE BØFFER? S TA R T U P U D V I K L E R

dragevindmøller M G O -SK A N DALE N

DERFOR GRÆD VÆGGENE

FÅ DYNAMO TIL DØREN – HELT GRATIS

Hvis du ikke allerede er abonnent på Dynamo, eller hvis du kender nogen, der kunne tænke sig at få magasinet tilsendt, så husk, at det er ganske gratis. Send en mail med navn og arbejdseller privatadresse til dynamo@dtu.dk. Så lander magasinet i din postkasse eller på dit skrivebord fire gange om året.

Skriv til dynamo@dtu.dk – og få Dynamo tilsendt.

43


ZOOM

M I K A L S C H L O S S E R

Specialdesignet kabel KiteX har udviklet et specialdesignet kabel med en brudstyrke på 300 kg, der både kan forankre en dragevindmølle og aftage dragens produktion af strøm. Kablet er konstrueret til en dragevindmølle med en flyvehastighed på 50 meter per sekund i op til 15 sekundmeter vind. Kablet består af tre ledere, kevlarfibre og en beskyttelseskappe. Læs om dragevindmøller på side 41

DYNAMO

57

06

19

Profile for DTUdk

Dynamo 57  

Tema: Trafikken står stille, sådan undgår vi bilkøerne.

Dynamo 57  

Tema: Trafikken står stille, sådan undgår vi bilkøerne.

Profile for dtudk