Elnätet styr kraften dit den behövs mest

2015-11-27 05:00 Marie Alpman  

I stället för att bygga nya elnät kan de gamla göras smartare. I Ludvika testas metoder som ska ge mer kraft till en ny gruva. I utvecklingsländer kan samma teknik minska behovet av dieselgeneratorer.

Gruvor kräver mycket energi. Därför kan det bli problem när de anläggs på platser som saknar ett starkt elnät. I Ludvika arbetar forskare vid Stris labb för smarta elnät med en lösning. I en planerad gruva ska de boende runtomkring ”hjälpa” gruvan när den behöver extra energi.

– När gruvan skickar en signal om att den behöver mer effekt kan vi tillfälligt dra ner värmen hos de boende i närheten, säger Jonas Tjäder, forskare inom smarta elnät på Stri.

På så sätt går det att klara energibehovet utan dyra nyinvesteringar i elnätet samtidigt som styrsystemet gör att de boende inte märker någon skillnad.

Gruvprojektet i Ludvika är del av ett större projekt med målet att skapa världens mest energieffektiva gruva.

Än så länge simuleras både gruvdriften och husens energibehov i Stris labb för smarta elnät.

Jonas Tjäder visar hur systemet skapar ett lokalt elpris som kombinerar det aktuella spotpriset med gruvans elbehov. Det lokala marknadspriset styr sedan uppvärmningen i husen runtomkring.

På sikt hoppas han också kunna testa att lagra energi i batterier i husen när det finns ett överskott på el. Då skulle också laddning av elbilar kunna slås på. Systemet ska även kunna kopplas till en lokal vindkraftspark. Energiförbrukningen kan då anpassas till vädret.

En annan del av projektet går ut på att utnyttja själva elledningen till gruvan maximalt. Normalt har luftledningar en maxgräns för hur mycket effekt de kan överföra utan att de töjs ut för mycket på grund av värmeutveckling.

Men när det är kallt ute eller blåser mycket klarar ledningen att föra över mer effekt.

– Det kan handla om en stor ökning, så länge det inte finns andra begränsande komponenter i nätet, såsom en transformator eller kabel, säger Jonas Tjäder.

Genom att mäta temperatur eller nedhäng på ledningen går det att anpassa elöverföringen till hur mycket ledningen för tillfället klarar av, en teknik som kallas dynamisk belastbarhet.

Gruvprojektet vid Stri är ett av många exempel på hur nya intelligenta styrsystem kan användas i det svenska elnätet. Ett annat är projektet ”Smart Grid Gotland” där målet är att det lokala elnätet ska klara av att svälja alltmer vindkraft.

– I den rika världen drivs utvecklingen av smarta elnät främst av utbyggnaden av variabel sol- och vindkraft. Det kräver helt enkelt mer intelligens i näten, säger Karin Widergren, expert på Energimarknadsinspektionen och vice ordförande i Isgan, den internationella energiorganisationen IEA:s program för smarta elnät.

– Kunderna ska också erbjudas nya tjänster och bli mer aktiva och själva kunna styra sin förbrukning, tillägger hon.

Men utvecklingen gynnar även utvecklingsländerna. I takt med sjunkande priser på solceller, batterilager och styrsystem växer det fram nya, smarta nätlösningar.

– Här är drivkrafterna framför allt att få ett mer tillförlitligt och effektivt nät, vilket också är en förutsättning för att kunna investera i mer förnybar elproduktion, säger Karin Widergren.

En annan drivkraft i utvecklingsländer är att många helt saknar tillgång på el. Det gäller närmare 20 procent av jordens befolkning, 1,3 miljarder människor, enligt IEA.

För att elektrifiera områden utan elförsörjning finns ett ökande intresse för så kallade mikronät. Med det menas både en del av ett större elnät som kan kopplas loss och köras separat, eller ett isolerat nät med egen elproduktion.

Det är ett område som Jonas Tjäder på Stri tror mycket på. Med en knapptryckning kopplar han om labbet till ö-drift. Solcellerna på taket står då för all energi och om den inte räcker till får litiumjonbatterierna rycka in.

Tillsammans med KTH och företaget Pamoja Cleantech (se artikel på nästa sida) har Jonas Tjäder precis fått pengar från Energimyndigheten för att planera mikronät på Andaman- och Nicobaröarna med omkring 380 000 invånare utanför Indiens östkust.

Målet med projektet är att visa hur biogas, sol- och vindkraft kan försörja öns befolkning tack vare ett smart mikronät med tillhörande batterilager. Potentialen att minska koldioxidutsläppen är stor:

– I dag bygger energiförsörjningen för dessa öar på dieselgeneratorer. Genom att vi får in mer förnybar energi minskar samtidigt användningen av diesel, säger Jonas Tjäder.

Han hoppas att många utvecklingsländer kan hoppa över steget med stora kraftverk, som sannolikt skulle eldas med kol, och i stället gå direkt på förnybara alternativ där mikronät med solenergi och batterier är en möjlighet.

– Man kan jämföra med hur många utvecklingsländer som hoppat över fasta telefoner och gått direkt till mobiltelefoner, säger han.

I Indien saknar omkring 400 miljoner människor tillgång till el och är ett exempel på ett land som satsar på mikronät.

Men även i länder med 100 procent elektrifiering som i Australien byggs mikronät, både till nya bostadsområden och hos företag som vill säkra sin elförsörjning.

Jonas Tjäder tror att klimatförändringarna kommer att öka behovet av mikronät.

– Fler stormar och översvämningar gör att det blir större utmaningar för elnätet. Fler kommer då att vilja vara oberoende, säger han.

Men utvecklingen är ännu i sin linda. Det behövs nya marknadsmodeller och lösningar på hur mikronäten ska samspela med det övriga elnätet.

Lina Bertling Tjernberg, professor i elkraftnät på KTH, tror att mikronät kommer att spela en större roll i framtiden.

– Det är ett bra komplement och i vissa fall, som i utvecklingsländer, den enda möjliga vägen.

Men det är viktigt att komma ihåg att det finns stora fördelar med ett stort elnät, påpekar hon.

– När det finns exempelvis storskalig vattenkraft och vindkraft så är det energieffektivaste sättet att producera storskaligt och sedan överföra elektricitet med ett elkraftsystem. n

STRI

Oberoende högspänningslabb som även bedriver konsultverksamhet.

Har sedan 2009 även ett labb för smarta elnät med bland annat 30 kW solceller, elbilsladdning och ett batterilager (litiumjon) på 20 kWh.

Ägare: ABB, Svenska Kraftnät, norska Statnett och DNV GL.

Anställda: 55.

Huvudkontor: Ludvika.

Marie Alpman

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Debatt