När kärnkraftverk avvecklas: Hopp om tröghet från vindkraft

2018-04-12 06:00  

I takt med att kärnkraftverk avvecklas minskar antalet roterande generatorer som bidrar med tröghet i kraftsystemet. Hoppet sätts i stället till så kallad syntetisk svängmassa från vindkraftverk. Men tekniken är relativt oprövad.

Läs mer: Nu lanserar vi Ny Teknik Premium

Svängmassa är tunga roterande delar som ger en tröghet i kraftsystemet. Om ett kraftverk faller ifrån fortsätter de roterande delarna att snurra ett tag, vilket dämpar frekvensfallet i elnätet. På så sätt hjälper svängmassan till att reglera frekvensen.

Det är främst turbiner och generatorer i vattenkraftsanläggningar och kärnkraftverk som bidrar med svängmassa. Vindkraftverk och solceller har ingen sådan naturlig tröghet, eftersom de saknar generatorer som snurrar i takt med elnätets frekvens.

Om kärnkraften avvecklas framöver kommer alltså trögheten i kraftsystemet att minska. Det kan skapa problem för frekvensen.

Men det finns hopp om att vindkraftverk ska kunna bidra med så kallad syntetisk svängmassa. Genom att verken utrustas med programvara som noterar frekvensförändringar i elnätet kan verkens effektflöde anpassas efter frekvensen.

Läs mer: Energisveriges hjärta ligger i Sundbyberg

Svenska kraftnät arbetar med ett projekt för att ta reda på om tekniken kan bidra med snabb frekvensreglering i det svenska stamnätet.

– Syftet är att öka driftsäkerheten. Det är aktuellt när vi har låg tröghet i systemet. Vi får en allt större andel i kraftsystemet som inte bidrar med svängmassa, till exempel förnybar energi, men också likströmslänkar som vi importerar el med, säger Robert Eriksson, forsknings- och utvecklingskoordinator på Svenska kraftnät.

Praktiska tester pågår

Just nu pågår simuleringsstudier för att klarlägga hur syntetisk svängmassa bäst ska styras. Före årsskiftet hoppas Robert Eriksson att praktiska tester ska göras på en vindkraftspark. Men några beslut om det är ännu inte fattade.

Om ett år väntas projektet nå en slutsats om syntetisk svängmassa är något att satsa på för svensk del. Hittills visar arbetet att metoden kan vara effektiv, men den ställer stora krav på korrekt styrning.

– Om den inte styrs eller implementeras på rätt sätt kan den även stjälpa systemet, säger Robert Eriksson.

Läs mer: Här är priset för 100 procent förnybar el

Vindkraftstillverkaren Enercon har installerat tekniken på drygt 500 verk i Québec i Kanada. Men Kanada är det enda kända landet som använder metoden. Svenska kraftnät betraktar den som relativt oprövad.

Tekniken kan bli krav i Europa

Men intresset ökar och Enercon tror att tekniken snart införs i Europa.

– Jag förväntar mig att det kommer bli krav på syntetisk svängmassa i enstaka länder i Europa under de närmaste ett till fem åren. Både Spanien och Tyskland jobbar med det, säger Richard Ogiewa, elexpert på Enercon.

Om alla befintliga vindkraftverk i Sverige skulle utrustas med den programvara som krävs skulle de kunna bistå med ungefär 600 MW i kortvarig frekvensreglering.

– Vi har nog inte större behov än vad möjligheterna är. Som det ser ut för de närmaste 10–20 åren skulle det ändå räcka, eftersom det finns många andra som kan bidra med snabb frekvensreglering, till exempel likströmslänkar eller batterier eller frivilliga förbrukare som kopplas bort, säger Robert Eriksson.                      

Så fungerar syntetisk svängmassa

Reglermetoden med syntetisk svängmassa kan reagera sekundsnabbt.

Metoden handlar i praktiken om att låna tröghet från vindkraftverkets generator och rotorblad. Med kraftelektronik läggs ett ökat motstånd på generatorn, så att den utmatade elektriska effekten tillfälligt ökar. Påd så sätt kan vindkraftverket under cirka tio sekunder ge ungefär tio procent mer elektrisk effekt än vad vinden för tillfället bidrar med. Under den här manövern kommer vindkraftverkets rotorblad att börja snurra långsammare.

Strax därefter måste vindkraftverket kompenseras genom att mindre elektrisk effekt tas ut under en period. Då kommer rotorbladen att accelereras till sin optimala hastighet igen. Den här återhämtningsperioden kan orsaka en ”andra frekvensdipp” i elnätet, vilket i Kanada har lett till nya krav om försiktigare återhämtning.

Linda Nohrstedt

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

Aktuellt inom

Debatt