Prisen på havmøllestrøm skal barberes med 30-40 pct. og ende på mellem 75 og 80 øre pr. kWh fra 2020.

Det var den kontante melding fra en række store offshore-aktører som Dong Energy, Siemens, Vattenfall og E.ON, da havmøllebranchen mødtes på sin vigtigste konference i Frankfurt i sidste uge.

Samtidig understregede selskaberne dog også, at en så skrap prisreduktion forudsætter, at der bliver ved med at være volumen i havmøllemarkedet, så der er basis for rationaliseringer – med adresse til de europæiske regeringer om at holde dampen oppe, når det gælder mål og rammebetingelser for fortsat udbygning med offshore-vindkraft.

Udmeldingen fra branchen bunder i to omstændigheder.

Den ene er, at branchen ved, at man hverken vil eller kan regne med de samme støttekroner i al evighed, og derfor må de store selskaber ind og motivere markedet og sig selv, hvis en stor udbygning med havvind fortsat skal være spiselig for økonomisk pressede regeringer.

For eksempel har den tyske regering netop annonceret, at man vil reducere målet for udbygningen med havmøller i 2020 fra 10 GW til 6,5 GW og i 2030 fra 25 GW til 15 GW – og i det hele taget gentænke støttesystemet.

Den anden omstændighed er, at offshore-industrien – selvom den stadig er ung – nu er klar til at komme videre efter at have bevist, at man kan sætte et stort antal vindmøller op på havet til tiden og få dem til at producere strøm.

Nu er man så rede til at lægge arm med en priskurve, som kun er gået opad, siden de første danske havmølleparker blev bygget i 2002-2003 til en garanteret betaling på bare 43 øre pr. kWh. I dag betaler de engelske elforbrugere – ifølge Dong Energy – cirka 1,20 kroner pr. kWh.

Reduktion af omkostninger

Dong Energys og andres bud på en pris på 75-80 øre pr. kWh er ikke hentet ud af den blå luft, men baserer sig på en række grundige analyser, der viser, at der hele vejen i processen er mulighed for at reducere omkostningerne ved at udvikle en standardvindmøllepark med deraf følgende mulighed for at industrialisere fremstilling af vindmøller og fundamenter samt effektivisere opstillingsprocesser og driftsmetoder.

Samme øvelse har den britisk statsinstitution Crown Estate udført sammen med branchen. Her kommer man frem til, at det er muligt at effektivisere sig frem til en maksimumpris på 90 øre pr. kWh for havmøllestrøm i 2020.

Om det ambitiøse mål også er inden for rækkevidde i 2020, er der flere vurderinger af. Dong Energys topchef og Siemens’ teknologichef mener ja, og en analytiker peger på, at større, mere effektive og driftssikre vindmøller – 5-8 MW i stedet for 2-4 MW – allerede nu vil reducere omkostningerne hele vejen i processen: Halvt så mange fundamenter, halvt så mange operationer til havs, færre udgifter til kabler samt service og vedligehold på møllerne ude på havet.

Men samme analytiker fremhæver også, at hvis havmølle-elprisen skal ned på bare 75-80 øre, vil det kræve, at offshore-branchen tilsammen er i stand til virkelig at standardisere produkterne, og at operatører er rede til at koncentrere fremstillingen af for eksempel fundamenter på ganske få virksomheder i Europa og dermed for alvor få prisen ned.

Resultaterne af branchens annoncerede bearbejdning af prisen kan dog være svære at følge i praksis, da statsstøtten til og dermed prisen for havmøllestrøm slet ikke er et konkurrenceparameter for operatører i lande som UK, Tyskland og Holland.

Her ligger støtteniveauet fast – for eksempel på maksimalt 1,43 kroner pr. kWh i Tyskland inklusive en såkaldt sprinterbonus. Betalingen er lidt lavere for havmøllestrøm i Storbritannien, hvis støtteregler er temmelig komplicerede. Men hvor Dong Energy for eksempel modtog 1,20 kroner pr. kWh for sin havmøllepark ved navn Walney 2 i 2012.

Derfor kan resultatet af det danske udbud i 2015 af to store havmølleparker på tilsammen 1.000 MW blive dér, hvor vi får det første fingerpeg om, hvordan det går med at indfri løftet. Her er den afgørende faktor nemlig prisen.

Julen er som bekendt hjerternes fest – og brætspillenes. I år udlodder Mediehuset Ingeniøren derfor tre brætspil fra Bergsala Enigma, så der kan blive spillet og hygget ude i de små hjem i juledagene:

Familiespillet ’Super Farmer’

Strategispillet ’Ticket to Ride’

Familiestrategispillet ’Kingdom Builder’

Det eneste, du skal gøre, er at ‘synes godt om’ Ingeniørens, Version2’s eller Jobfinders Facebook-sider. Altså ikke artikler eller billeder på siderne, men selv siderne. Du må gerne synes godt om alle tre.

Den 16. december kl. 12 trækker vi lod blandt alle, der synes godt om de tre sider, og sender fluks de tre spil af sted til vinderne, så de kan nå frem før juleaften.

Held og lykke!

Når byer bliver større og større, bliver rejseafstanden mellem hjem og arbejde også større og større.

Alligevel er den gennemsnitlige tid, mennesker bruger på rejsen den samme i dag, som den var for 100 år siden – ja, endog den samme som for stenaldermennesker.

Denne hypotese blev fremsat af den italienske fysiker Cesare Marchetti i 1994, og han angav, at det gennemsnitlige tidforbrug på transport eller bevægelse var en time om dagen.

Nu har tre forskere fra Massachusetts Institute of Technology i USA gennemført en analyse baseret på mobilsignaler i USA, Europa og Afrika – og analysen bekræfter Marchettis hypotese om, at dette tidsforbrug er det samme i meget forskellige lande og er uafhængigt af pendlerafstanden.

Som udgangspunkt for sin hypotese brugte Marchetti bl.a. en undersøgelse af den israelske ingeniør Yacov Zahavi fra 1979 om rejsemønstre og tidsforbrug i Tyskland, USA og Storbritannien. Zahavi fandt, at det daglige gennemsnitlige tidsforbrug var en omvendt funktion af rejsehastigheden med en asymptotisk værdi på 1,1 time om dagen.

Hvis en person skiftede fra en langsommere hastighed til en højere hastighed, f.eks. fra bus til bil, så blev en del af tiden rent faktisk sparet, mens en anden del blev brugt til at rejse længere. Ved høje hastigheder blev en yderligere hastighedsforøgelse helt opslugt af længere rejseafstand.

Selv indsatte bevæger sig en time om dagen

Hertil tilføjede Cesare Marchetti, at selv indsatte i fængsler bevæger sig rundt udendørs i en time om dagen. Han bemærkede også, at med en ganghastighed på fem km/h kan en person dække et territorium med en radius på 2,5 km og et areal på ca. 20 kvadratkilometer.

‘Det er præcist størrelsen på græske landsbyer i dag,’ skrev han i artiklen ‘Anthropological Invariants in Travel Behavior’. Selv i fodgængerbyen Venedig er afstandene inden for centrum mindre end 5 km.

Marchetti bemærkede desuden, at oldtidens og antikkens største byer som Rom og Persepolis ikke havde en bymur og dermed en skarp afgrænsning.

Alt i alt førte det Marchetti frem til hypotesen om, at mennesker alle steder og til alle tider i gennemsnit bruger eller har brugt en time om dagen til transport. Denne størrelse kendes nu som Marchettis konstant.

En lang række forskere har efterfølgende søgt at finde støtte for hypotesen ved at undersøge cirkulation af pengesedler, taxiture, Foursquare check-in-data og GPS-data.

Mange af disse undersøgelser har understøttet Marchettis hypotese. Andre er kommet frem til, at der er signifikante forskelle fra land til land og selv for byer i samme land.

Usikkerhed om data

Sammenligning af data fra flere byer eller lande lider dog under en usikkerhed omkring, hvordan data er indsamlet og analyseret.

Nu har Kevin Kung, Stanislav Sobolevsky og Carlo Ratti fra Massachusetts Institute of Technology i USA gennemført en ny analyse, hvor de på en ensartet måde bruger data fra mobiltelefoner fra to lande, Elfenbenskysten og Portugal, og et byområde, Boston. Det er suppleret med GPS-data for Milano, der udelukkende ser på biltrafikken.

Ved at undersøge, hvilke basisstationer mobiltelefonen var tilkoblet om aftenen/natten og i løbet af dagen, kunne forskerne bestemme afstanden mellem hjem og arbejde.

Når det gælder rejsetiden om morgenen, fandt de en øvre grænse ved at sammenligne tidspunktet fra sidste opkald fra hjemmet og første opkald fra arbejdspladsen. Ved kun at betragte data fra storbrugere, der foretog mindst et opkald i timen, fik de indsnævret den usikkerhed, det giver om den reelle rejsetid. Til trods for denne begrænsning kunne de identificere op mod 50.000 brugere i deres datasæt.

Kevin Kung og co. konkluderer, at uanset geografiske og infrastrukturmæssige forskelle, så er rejsetiden stort set den samme fra land til land og for forskellige rejseafstande, når man ser på alle pendlere under ét.

‘Exploring universal patterns in human home/work commuting from mobile phone data’, bit.ly/pendling

Oxidelektronik kan tilføre magnetisme og superledning til moderne elektronik.

»Det kan derfor blive et alternativ til konventionelle halvledermaterialer,« vurderer professor Nini Pryds fra DTU Energikonvertering, hvis forskningsgruppe studerer, hvordan elektrisk ledning opstår i grænselaget mellem to oxid-lag, som hver i sær er isolatorer.

Problemet har hidtil været, at oxider har haft lav elektronmobilitet.

I år har DTU-gruppen i en artikel i Nature Communications beskrevet, at aluminiumoxid (Al2O3) og strontiumtitanat (SrTiO3) er særdeles velegnet til at opnå en høj elektronmobilitet.

Jo højere elektronmobiliteten er, jo hurtigere elektroniske komponenter kan man fremstille.

Elektronmobilteten er bestemt af den tid, en elektron kan bevæge sig i krystallen, før den støder mod en urenhed eller en gittersvingning (fonon).

Inden for oxidelektronik har man gennem flere år kendt til, at der kan dannes en såkaldt todimensional gas i grænselaget mellem LaAlO3 og SrTiO3. Ved lave temperaturer et par grader over det absolutte nulpunkt har man fundet, at det er muligt at opnå en elektronmobilitet på omkring 1.000 cm^2/(Vs)

Det svarer til elektronmobiliteten hos halvledermaterialer for 40 år siden.

Ny deponeringsteknik

På DTU Energikonvertering har man nu udviklet en avanceret metode til deponering af meget tynde film, der minimerer defekter i grænselaget og derved øger elektronmobiliteten.

Der benyttes en teknik, der kaldes pulseret laser deponering, hvor man bestråler en Al2O3 krystal med en høj-intensitets KrF laser. Herved fordampes Al2O3, som bliver overført til SrTiO3, hvor det gror med atomar præcision som en tyndfilm.

Seniorforsker Yunzhong Chen har undersøgt disse materialer og vist, at det er muligt i deres grænselag at opnå en elektronmobilitet på 140.000 cm^2/(Vs) ved 2 kelvin.

»Det åbner på op for brug af oxid-strukturer til elektriske kredsløb, der indeholder både høj-mobile elektroner og 100 gange så mange komponenter pr. arealenhed i forhold til nuværende elektronik,« forklarer Dennis Valbjørn Christensen og Felix Trier, der er ph.d.-studerende ved DTU Energikonvertering og medforfattere til artiklen i Nature Communications.

Dennis Valbjørn Christensen er i sit ph.d.-projekt i gang med at undersøge, hvordan man laver elektriske nanokredsløb med oxidelektronik ved at påføre et elektrisk potentiale med et Atomic Force Mikroskop.

Felix Trier forsker i at lave superledende transistorer, så superledningen kan tændes og slukkes med et elektrisk potentiale.

Kan anvendes til ny type hukommelse

Egenskaberne er knyttet til oxidernes særlige elektronstruktur, der ikke findes i konventionelle halvledermaterialer som silicium, germanium og galliumarsenid.

Nini Pryds understreger dog, at der er et stykke vej til praktiske anvendelser, og at teknikken kan have vanskeligt ved at konkurrere prismæssigt med konventionelle halvledermaterialer til standardanvendelser.

»Men oxidelektronik giver os mulighed for at designe helt nye komponenter, som ikke er mulige med konventionelle halvledere,« siger han.

Udover superledende transistorer og nanokredsløb kan de nye oxidkomponenter også være baseret på magnetisme og resistansændring. Det betyder, at de kan anvendes som hukommelse i form af resistive RAM.

Vi diskuterer stadig politiets brug af fotofælder til fartkontrol, men det er faktisk ret mange år siden, vi kunne fortælle om et automatisk fartmålingsudstyr, der af fagfolk blev kaldt ’absolut justitsmords-sikkert’.

Det var udviklet af civilingeniør Carl Pedersen og blev demonstreret for os på Bagsværdvej ved København, hvor hastighedsgrænsen dengang var 70 km/h.

Her blev over 100 biler fotograferet med præcis 1 sekunds mellemrum, og en Folkevogn blev under forsøget målt til at køre mindst 97 km/h. Det fik dog ikke myndighederne til at acceptere at tage apparater i brug dengang.

Hvornår skrev vi historien?

Se svaret i julekalenderen i morgen.

I morgen, mandag, er der første arbejdsdag for vore tre nye medarbejdere, og uret tikker og der skal skrabes penge sammen til dem, så de kan få løn, osv.

Ole og jeg var enige om fra starten, at vi gerne ville lave noget rigtigt sjovt og det skulle være sammen. Det er nok ikke den slags businessplaner man får topkarakterer for på CBS, men i bund og grund tror jeg det er en stor drivkraft bag mange nye bikse :-).

Nu, hvor vi snakker løs og udvikler idéer sammen med gutterne og gudinden begynder der at dukke flere og flere konturer frem af disen. Om en måned eller to ser det nok anderledes ud, men det er også OK… Så her er vores store idé, som blev formuleret i sidste uge over en del whiteboards og telefonsamtaler og lidt pizza:

1. Vi vil prøve at revolutionere nogle områder indenfor IT, så det bliver nærmest chokerende billigt/hurtigt/godt i forhold til det kunderne normalt bruger idag. De områder inkluderer overvågning (af servere, etc.), applikationsudvikling og infrastruktur indtil videre – men andre ting kunne komme på tale, herunder konsulenthjælp.

2. Vores fremtid skal ses i tre faser: Første fase: Konsulentsalg til kunder. Anden fase: Udvikling af produkter. Tredje fase: Nirvana og total integration af alt muligt (lidt ironi anvendt).

3. Vi dropper ikke Fase 1, bare fordi vi går videre til Fase 2 og 3 – næh, vi udvikler os bare, og kører efter Caroline Kogebog nr. 2′s princip: Tradition og Fornyelse.

Vi kunne ikke have tænkt os til dette (der er en del detaljer jeg har forskånet jer for) initielt, da vi fik idéen om et firma.

De store idéer er opstået efterhånden som vi har snakket med gode folk omkring os, og det er tydeligt for mig, at Netværket Er Firmaet i langt højere grad end man normalt gør sig klart.

Man kunne sige, at vi er gået fra ingen vision til et lettere tåget vision, men det er ihvertfald en vision vi alle synes er meget spændende og udfordrende – og god for kunder rundt omkring. Som en af nørderne sagde til Ole: Hvis det her (med applikationsudvikling på den smarte måde) lykkes, så kan 75% besparelse i tid og penge slet ikke gøre det. Sådan nogle samtaler får altid skabt godt humør i en ny biks :-).

Jeg lovede tidligere at snakke lidt om vores struktur. Det er jo sådan, at man fra 1/1-2014 kan lave en ny type firma kaldet et IvS (Iværksætterselskab), som har følgende karakteristika:

1. Det er reelt et ApS.
2. Det kan etableres for 1 krone.
3. Når/hvis selskabet har overskud skal mindst 25% af dette opspares i selskabet, indtil man har nået 50.000 kroner, hvorefter selskabet kan skifte om til at være et ApS.
4. Indtil man når de 50.000 kroner må man ikke udbetale udbytte til aktionærerne.

Dét er altså en god nyskabelse. Hvem der end er kommet på idéen og fået den udmøntet i noget praktisk skal have nogle store klap på skulderen.

Det kan lade sig gøre at etablere et firma idag (A/S, ApS, IvS lige om lidt) for 2-3000 kroner hos en advokat, hvis de ellers er lidt skarpe. Og man kan garanteret få mængderabat. Så er formalia i orden, og alt det der.

Det betyder, at det pludseligt bliver muligt at lave et system af IvS’er, så gutterne og gudinderne kan have underselskaber, holding-selskaber og ejerskaber og krydsejerskaber som man har lyst.

Det er Ole, der er kommet på denne idé, og det bliver meget spændende at prøve i praksis.

Man kan lave et underselskab til “Moderskibet Fair & Square”, der f.eks. har at gøre med kodning af et produkt, og så lade folk kode for andele, eller hvad man nu har lyst til, og så kan de få glæde af det senere i samlet flok.

Man kan lade en af de nye gutter lave et underselskab med speciale i Big Data-projekter og måske ansætte folk der, eller ej. Osv. Osv.

Med andre ord kan man skabe et virksomhedsmiljø for relativt små penge, der kan føre mange steder hen.

Men altså først fra 1/1-2014. Det betyder også, at vi nu skal til at fiddle lidt rundt med det selskab vi allerede har lavet. Men det løser sig jo nok.

Lad mig vide, hvis I har spørgsmål til disse fantastiske, nye IvS’er…

Mvh Mogens

Nu håbede jeg lige på lidt ro, og så sker der alligevel noget igen. Jeg er glad for at Rejsekort har nogle flinke og tålmodige personer ved telefonerne. Det er et utaknemmeligt job og der er brug for dem. Men først et andet problem.

Firmaet Rejsekort har opdaget, at det giver problemer når ind- og ud-standerne ligner hinanden, og har besluttet at gøre noget ved det. De vil give standerne røde eller grønne mavebælter på. Dermed har man valgt to farver som 8 % af mænd ikke kan skelne mellem. Og lidt over 1 % kvinder.

Det er et af de klassiske råd i brugbarhed, ikke at blande rød og grøn, når du lige så godt kan bruge to andre farver hvor risikoen for forveksling er stort set lig nul.

Foruden at rejsende skal huske hvilken farve der er ind, og hvilken der er ud, og at mavebælterne ikke hjælper personer som ikke kan dansk. Teksterne på standerne er jo kun på dansk.

Den indlysende løsning som jeg vil forvente en nogenlunde dygtig studerende kan finde frem til på ti minutter, er at sætte tegninger på standerne, som klart viser hvilken stander der er til før man stiger på toget, og hvilken der er til efter. Den studerende kan måske endda nå at lave en lille skitse af hvordan tegningerne kan se ud.

Og så til der, hvor jeg har haft brug for personlig betjening. Jeg fik et brev – på papir endda – hvor Rejsekort A/S fortalte at de trak 300 kr. fra min bankkonto, da de tidligere havde lavet en optankning, uden at trække pengene fra min konto.

Jeg kontaktede dem, og fik i første omgang at vide, at det nok skyldtes en fejl ved standeren, i næste omgang at deres forbindelse til dankort-systemet måske havde været nede, da de skulle trække pengene.

Så kiggede jeg i opgørelsen over mine rejser, og kunne ikke finde den optankning de nævnte i brevet. Jeg kontaktede dem igen, og fik at vide at både optankningen og flere transaktioner var faldet ud, og at de så blot havde trukket dem fra de 300 kr. der var tanket op, i stedet for at skrive dem og optankningen som selvstændige poster i opgørelsen.

Der sidder nogen og ændrer tallene i opgørelsen fra Rejsekort A/S med håndkraft, når det er fejl, og du kan ikke regne med at opgørelsen fra Rejsekort A/S passer med dine faktiske rejser. Du kan ikke en gang uden videre kontrollere om der er fejl, da der ikke er nogen saldo i Rejsekorts tal på Internettet.

Det er endnu et udslag af to strategier som giver usædvanlig mange problemer med rejsekortet. Den ene er at gå ud fra at et kompliceret system der er spredt over hele landet vil fungere fejlfrit. Eller at fejlene vil være så små og sjældne, at de ikke har nogen betydning.

Den anden strategi går på hele tiden at vælge løsninger som ligger i underkanten af det tilstrækkelige, så konsekvenserne bliver større, når der er fejl. Det gælder mærkningen af standere, ressourcer til reparation af tekniske fejl, og at der er nødvendigt at rette fejl med håndkraft, så der er risiko for at introducere nye fejl.

Se i øvrigt:
http://www.version2.dk/blog/rejsekortet-udskriver-ekstra-boeder-54575
http://www.version2.dk/blog/rejsekortet-er-offline-52950

Fujisawa, Japan Højeffektive solceller på taget, brændselceller og et lithium-ion-batteri i baghaven, vakuumisolering i væggene og en elbil på gaden. Beskrivelsen lyder som en fremtidsbolig i Danmark, men jeg står og ser på et af de første eksempler på hustypen, som er under opførelse i byen Fujisawa, cirka 45 km fra Tokyo.

De første 100 huse skal stå klar til salg til foråret, og derefter vil megakoncernen Panasonic, som er hovedkraften bag bydelen, begynde at sælge nogle af teknologierne i resten af verden. Det fortæller Hiroyuki Morita, der er projektleder i den del af megakoncernen Panasonic, der promoverer den nye bydel.

»Her i Japan prøver vi at opføre byer andre steder efter samme model. Blandt andet taler vi med forskellige områder omkring Tohoku (som blev hårdest ramt af tsunamien i 2011, red.) om at genopbygge med vores huse. Vi vil ikke eksportere hele konceptet, men en del af teknologierne.«

Solceller og varmepumper fra Panasonic bliver allerede solgt i Danmark og resten af Europa, og fra næste år begynder Panasonic at sælge PEFC-brændselscelleanlægget med en varmtvandstank i Tyskland.

Systemet er reelt et naturgasdrevet mikro-kraftvarmeanlæg, der har en maksimal effekt på 750 W el og 1.000 W varme, der kan bruges til både gulvvarme og brugsvand. Salget sker i samarbejde med det tyske firma Viessmann og skal allerede i 2015 udvides til Tysklands nabolande.

Om Danmark også regnes med i den kategori er dog ikke umiddelbart til at få bekræftet.

Udstyret med jævnstrømssystem

Men der er også andre ting i Panasonics ‘Smart house’, som kunne interessere danske husbyggere. Eksempelvis er alle husene udstyret med et jævnstrømssystem ved siden af vekselsstrømssystemet. Jævnstrømssystemet leverer strøm direkte fra solcellerne eller fra 4 kWh store litium-ion-batteri til husets jævnstrømskomponenter som LED-belysningen, bærbare pc’er og andre enheder, der i dag har brug for en omformer. Systemet betyder, at der ikke går energi tabt i omformerne, men hvor stor en effekt det har på energiforbruget, oplyser Panasonic ikke.

På isoleringssiden er der umiddelbart et stykke fra japanske standarder til danske. Japan fik først energikrav ind i bygningsreglementet i 1979, men reglerne gælder kun for bygninger over 300 m2, og det gennemsnitlige japanske hus er omkring 130 m2. Det lange ørige, der strækker sig over 21 breddegrader fra nord til syd, har både udfordringer med kulde i det nordlige tempererede klima og med varme i de subtropiske og tropiske områder mod syd.

Alligevel var isolering indtil for få år siden ikke mere udbredt, end at Panasonic stadig fremhævede, at der i deres huse både var isolering i tag, vægge og fundament. Imidlertid har Panasonic i de nye smarte huse valgt at bruge den samme isolering, som koncernen med succes har anvendt i alt fra køleskabe til frituremaskiner og badekar – nemlig vakuumisolering.

Panasonics U-vacue har en u-værdi på 0,0012 W/mk. Til sammenligning er u-værdien for nogle af de bedste mineraluldsprodukter på 0,032 W/mk. Det betyder, at man kan nøjes med meget tynde lag vakuum-isolering i husets vægge. I Danmark er vakuumisolering kun brugt i få eksperimentelle byggerier og renoveringsopgaver, men i Japan bliver isoleringstypen altså nu brugt i hundredvis af huse.

Styring af elektronik og belysning

Koncernens erfaringer fra andre områder kommer også til udtryk i styringen af husets elektronik og belysning. Panasonic har udviklet et visualiserings- og styringssystem kaldet AiSEG. Det kommunikerer via den IP-baserede kommunikationsstandard Echonet Lite, som det japanske erhvervsministerium har besluttet skal bruges i ‘smarte’ hjem og i ‘smarte’ netværk.

Panasonic og andre producenter har i dag smarte forbrugsmålere, varmepumper, vaskemaskiner, A/C-anlæg, mikrobølgeovne, låse, vægte, blodsukkermålere og døre, der kan kommunikere via standarden. Det betyder, at LED-belysningen i Panasonics huse eksempelvis kan tilpasse sig dagslysmængden i hvert rum, og sensorer registrerer beboernes aktivitet og placering for at justere lufttemperaturen og indblæsningshastigheden. På de allestedsnærværende fladskærme kan energiforbruget følges, og familien kan se, om de har nået de sparemål, som de har sat sig.

Hvis det kniber med at spare, kan systemet selv komme med råd til, hvor der kan spares. Via skærmen kan familien også vælge forskellige belysningsscenarier og forbrugssettings, så man eksempelvis kan undgå elforbrug midt på dagen, hvor elprisen er højest.

Endnu er det dog kun få steder i Japan, hvor elselskaberne laver timeaflæsning af forbruget, så endnu er der ikke den store besparelse ved at bruge batteriet til at forskyde forbrugstidspunktet. Men efterhånden som smarte elmålere bliver mere udbredte, vil det gøre investeringen i egen energiproduktion og avanceret batteri- og styringsteknologier rentabel, fortæller Hiroyuki Morita:

»De samlede omkostninger for køb og drift vil være lidt lavere i vores smarthouses end i huse uden. Brændselscellerne og solcellerne kan ifølge vores beregninger dække cirka 70 procent af energiforbruget for en familie på fire.«

Afhængig af importeret energi

Det er ikke uvæsentligt i et område, hvor elpriserne er steget 30 procent på et år, fordi atomreaktorerne stadig står stille. Uanset om reaktorerne kommer i gang igen, vil der dog stadig være interesse for de energibesparende teknologier i fremtiden, for Japan var allerede før jordskælvet i 2011 det OECD-land, der var mest afhængig af importeret energi.

Regeringen, som i dag støtter installeringen af brændselscelleanlæg gavmildt, regner således med, at der i 2030 er installeret cirka 5,3 mio anlæg. Inden da skal prisen dog så langt ned, at andre lande uden støtteordninger også vil være interesserede.

I dag koster brændselscelleanlægget med varmtvandstanken imidlertid cirka 70.000 kroner, men ifølge Panasonic regner de med at kunne halvere prisen på få år.

Ingeniøren var inviteret til Japan af Panasonic.

Kvantemekanik er ofte overraskende og ikke-intuitiv. Selv med et godt kendskab til kvantemekanikkens grundbegreber kan man dog let løbe ind i overraskelser. Det har israelske forskere nu vist.

Forestil dig, at du laver en labyrint, hvor fotoner kan bevæge sig gennem flere veje ved hjælp af prismer og spejle, men du skruer dit system sammen så snedigt, at der kun er en farbar vej fra indgang til udgang.

Når fotonerne ankommer til udgangen, så spørger du dem, hvor de har været undervejs i labyrinten. De giver det overraskende svar, at de har været inde i et område, som du har sørget for, at ikke kan slippe ud af.

Hvordan vil du forklare det?

Den anerkendte israelske kvantefysiker Lev Vaidman har sammen med tre kolleger fra Tel-Aviv University gennemført et sådant eksperiment og fået en artikel med titlen ’Asking photons where have they been’ accepteret til offentliggørelse i Physical Review Letters. Artiklen er tilgængelig via arxiv.org.

Forsøget fører til forkastelse af en traditionel betragtning baseret på almindelig kvantemekanisk sund fornuft, men det har en enkel forklaring baseret på en alternativ formalisme inden for kvanteteorien, som man kan kalde dobbelttilstand vektor-formalisme (two-state vector formalism eller blot TSVF).

Svage målinger

Men lad os se nærmere på forsøget.

Med en laser sender forskerne fotoner gennem et Mach-Zender interferometer bestående af beamsplittere og spejle, hvor der er to veje fra indgang til udgang.

Mach-Zender interferometret svarer til det klassiske dobbeltspalteeksperiment, der illustrerer forskellen mellem kvantemekanik og klassisk mekanik på enkel vis.

Sender man fotoner enkeltvis mod en dobbeltspalte, vil der opstår et interferensmønster efter dobbeltspalten svarende til, at hver enkelt foton som en bølge havde passeret gennem begge spalter. Forsøger man at detektere, hvilken spalte fotonen betragtet som en partikel bevæger sig gennem, så forsvinder interferensmønsteret.

Der er ingen måde til at bestemme, hvilken vej fotonen har taget og samtidig opretholde et interferensmønster.

Og dog!

Den israelske fysiker Yakir Aharonov udviklede i 1988 et princip for ’svage målinger’, hvor man kan undgå den vekselvirkning, der er mellem iagttager og det målte, som findes ved ‘stærke målinger’, og som giver anledning til mange af kvantemekanikkens love.

Det sker på bekostning af, at svage målinger ikke giver fuld viden. Men ved at foretage mange på hinanden efterfølgende målinger kan man få information om, hvordan et stort antal fotoner i gennemsnit vil opføre sig.

Princippet for svage målinger har tidligere været brugt til studere dobbeltspalteeksperimentet på en måde, som hverken Bohr eller Einstein havde forestillet sig mulig.

I et Mach-Zender interferometer lader de israelske forskere de to spejle vibrere med en frekvens på henholdsvis 282 Hz og 296 Hz.

Med deres detektionssystem kan de opfange begge frekvenser.

Det er ikke klart med en sådan måling, om alle fotoner har taget begge veje i systemet, som det sker i dobbeltspalteeksperimentet, eller om nogle fotoner har taget den ene vej, og andre har taget den anden vej. Men det viser med sikkerhed, at der har været fotoner både i nærheden af spejl A og spejl B. Og det er afgørende i første omgang.

Indskudt interferometer

Lev Vaidman og Co. laver nu et interferometer med endnu et interferometer indskudt i den ene gren.

Nu er der fem spejle, som vibrerer med hver sin frekvens.

Det kan fysikerne igen iagttage med deres måling, når de sender fotoner gennem systemet.

Nu kommer pointen.

Det indre interferometer i den ene gren af det ydre interferometer indstilles, så der ikke er passage hen til spejl F. Interferensen mellem signalerne i de to veje i det indre interferometer vil sende fotoner væk fra spejl F – og dermed kan de heller ikke nå frem til detektoren.

Almindelig sund fornuft vil tilsige, at så skulle man kun detektere frekvensen fra spejl C i signalet ved detektoren.

Det er ikke tilfældet. Der optræder både et signal fra C og signaler fra A og B.

Derved fortæller fotonerne samlet set, at nogle har været i kontakt med spejl A og B til trods for, de ikke har været på vej ind i det indre interferometer (der er ingen kontakt med spejl E) eller kunnet komme ud af det indre interferometer (der er ingen kontakt med spejl F).

Stor forvirring!

Den enkle forklaring

Forskerne peger på, at her kommer dobbelttilstand vektorformalismen til hjælp med en enkel forklaring.

Metoden blev oprindeligt udviklet af den japanske fysiker Satosi Watanabe i 1955 og genopdaget af Yakir Ahanonov i 1964, som gav den navnet Two-State Vector Formalism (TSVF).

Kort fortalt siger den, at sandsynligheden for at finde en foton et bestemt sted er bestemt af to vektorer. Den ene bevæger sig fremad i tiden fra kilden, og den anden bevæger sig bagud i tiden fra detektoren.

For at sandsynligheden for at finde en foton et bestemt sted skal være større end nul, skal både den fremadrettede og den bagudrettede bølge være til stede. Det er den ved spejlene A, B og C, men ikke ved E og F.

Andre forklaringer

Nu skal man dog ikke forledes til at tro, at TSVF-beskrivelsen fører til et andet resultat end en gennemarbejdet traditionel kvantemekanisk beskrivelse vil gøre, skriver forskerne i deres artikel. Den er kun lettere at forstå.

Det forholder sig nemlig sådan, at det indre interferometer vil ’lække’ fotoner, selv om det er indstillet til at være lukket for passage af fotoner til detektoren. Det skyldes, at spejlene er sat til at vibrere, og der derved opstår en faseforskel, der gennemhuller muren ud af interferometret til spejl F. Så også en almindelig kvantemekanisk analyse vil føre til samme resultat, den er blot sværere at gennemføre.

I eksperimentet er brugt synligt lys med omkring 10^14 fotoner ved hver kørsel. Det betyder, at selv en klassisk elektromagnetisk analyse baseret på Maxwells ligninger i dette tilfælde kan forklare observationerne, redegør forskerne for.

De bemærker derfor afslutningsvis i deres artikel, at det vil være interessant at gentage eksperimentet under betingelser, hvor klassisk fysik eller en beskrivelse baseret på en enkelt kvantemekanisk bølge ikke kan give en forklaring. Det kunne f.eks. være et interferenseksperiment med neutroner.

Bedre kobling mellem modeller og virkelighed. Og sikkerhed for, at ens data er rigtige lige fra starten.

Det er ifølge to rådgivere to af de helt store fordele ved 3D-laserscanning – en teknologi, som har været kendt i byggeriet i årevis, og som består i, at en laserscanner affotograferer et rum og frembringer en såkaldt punktsky med millioner af data, ofte kombineret med reelle HD-billeder.

Tidligere tog denne punktsky for lang tid at generere, og datamængderne var ofte for store til at blive håndteret af normale kontor-pc’er. Men en kombination af faldende priser, mindre hardware og bedre software – herunder forbedret kompabilitet med de gængse modelleringsprogrammer – har gjort, at rådgivere og arkitekter i stigende grad tager laserscanning til sig.

Cowi startede med at anvende teknologien i forbindelse med designs på boreplatforme, men nu er det især i byggeriet, det rykker.

»Det er nok der, vi ser, at der kommer til at ske mere og mere. Scannerne bliver billigere og billigere, og værktøjerne bliver bedre og bedre. Der ligger en kæmpe gevinst i at vide, at man har de rigtige data fra starten,« siger Jørgen Storm Emborg, teknisk direktør i Cowis byggeridivision.

Julegås og Mercedes

»Hardwareudviklingen har betydet kolossalt meget. Tidligere var en laserscanner på størrelse med en middelstor kuffert og kostede det samme som et lille parcelhus. Nu er den på størrelse med et stort rugbrød, vejer som en julegås og koster det samme som en middelstor Mercedes,« som arkitekt Nicolaj Hvid, medejer og direktør i rådgivningsvirksomheden Archiwise, udtrykker det.

Archiwise arbejder med indsamling og strukturering af bygningsdata, ofte i form af digitale datamodeller (BIM) eller punktskyer. P.t. arbejder virksomheden med bygnings- registrering af Bispebjerg- og Frederiksberg Hospital, den hidtil største registrering af sin art i Danmark, og her er netop punktskyen et vigtigt element.

Scanneren stilles op i et givent rum og affotograferer lokalet via millioner af målepunkter. De samles i en punktsky, der genererer et 3D-billede af omgivelserne.

Disse data kan så sammenholdes med HD-billeder fra et kamera, som – synkront med scanneren – affotograferer rummet.

»Det er et missing link mellem vores modellering og virkeligheden. Med relativt begrænset hardware får vi pludselig en helt anden tilgang til det, fordi vi kan lægge den virkelige verden ind i vores dokumentation,« forklarer Nicolaj Hvid og tilføjer, at de faktiske, præcise data samtidig letter samarbejdet mellem byggeprocessens forskellige aktører, fordi alle parter har samme udgangspunkt.

Gang i salget

Faktisk ser Archiwise et så stort potentiale i teknologien, at man fremadrettet vil tilbyde laserscanning som en decideret konsulentydelse til bygherrer og rådgivere, som ikke selv vil investere i en scanner.

Dog er Nicolaj Hvid og Jørgen Storm Emborg enige om, at der fortsat mangler nogle værktøjer i forhold til genkendelighed, så punktskyen kan genkende de enkelte installationer.

Ingeniøren har spurgt tre leverandører af laserscannere om salget. Alle tre leverandører, Aveva, Intergraph og Geoteam, beretter om i hvert fald øget interesse for teknologien, til dels også højere salgsrater. Sidstnævnte har solgt mellem fem og otte scannere indtil videre i 2013, hvilket er en vækst på 75 procent i forhold til 2011.

Også Rambøll har taget laserscanningen til sig. Rambøll har i dag godt 20 mand siddende i koncernens danske afdeling for 3D-laserscanning mod tre mand for bare tre år siden.