Svensk premiär för batterier i elnätet

2018-11-19 06:00  

För första gången ska batterier i kommersiell skala reglera frekvensen i stamnätet i Sverige. Vattenkraftverket Forshuvud utrustas med batterier när Fortum rustar sig inför omställningen till förnybar elproduktion.

I varje sekund måste produktion och konsumtion av el stämma överens i det nordiska elsystemet. Växelspänningens frekvens, som ska ligga på 50 Hz, används som ett mått på balansen. Om frekvensen sjunker måste effekt tillföras elsystemet och om frekvensen ökar måste effekt ”tappas ur”.

Främst är det vattenkraften som används för att reglera frekvensen. Fortums kraftstation Forshuvud i Dalälven är ett vattenkraftverk som ofta används för ändamålet.

Men det tar en stund att öka eller minska effekten från vattenkraftverk. Och snabba förändringar av vattenflöde och motstånd i aggregatet sliter på utrustningen. Därför ska Fortum installera litiumjonbatterier vid Forshuvud, strax norr om Borlänge.

Tanken är att 5 MW-batterierna ska bistå med snabb frekvensreglering och kunna leverera uteffekt inom en sekund. Sedan kan vattenkraftens uteffekt successivt ökas så att batteriet avlastas.

– Det kanske tar 30 till 60 sekunder innan vattenkraftverket kan leverera effekt. Batteriet kickar in i första sekunden, sedan ökas effekten från turbinerna och då kan batteriet till slut gå ner, berättar Alessandro Ferraris, ingenjör på Fortum.

Det blir första gången som batterier används i kommersiell skala för frekvensreglering av det svenska stamnätet. Mindre försök har tidigare gjorts bland annat i Örebro och med ett ups-system i Stockholm.

Enligt Fortum blir batteriparken i Borlänge också först i världen att kopplas ihop med ett vattenkraftverk och frekvensreglera elnätet i kommersiell skala.

Ska skapa virtuell tröghet

Fortum genomför satsningen för att positionera sig bättre inför omställningen till förnybar elproduktion.

– Efterfrågan på frekvensreglering kommer att öka när vi får större andel variabel kraft i nätet. Batterier är en lösning för att skapa virtuell tröghet och stabilitet i kraftnätet, säger Jessica Willén, projektledare för batteriparken i Forshuvud.

Dessutom är batterierna ett sätt för Fortum att kunna fortsätta använda så kallade Kaplanturbiner i vattenkraftverk för frekvensreglering framöver. Svenska kraftnät kommer sannolikt att ändra kraven för frekvensreglering så att effektökning måste ske jämnare än i dag. Det är svårt att åstadkomma med Kaplanturbiner, där vattenflöde och motstånd över generatorn justeras med trögrörliga hydrauliska system.

Batteriparken i Forshuvud kallas internt för Bat Two, efter Fortums tidigare pilotprojekt Bat Cave i Finland. Där har frekvensreglering med hjälp av batterier testats i 1,5 år med lyckade resultat.

Men i det finska projektet var batterierna fristående. Den modellen kan dock inte genomföras i Sverige, anser Fortum, på grund av skillnaden i krav som ställs på frekvensreglering i Sverige och Finland.

I Finland godkänns så kallat dead band, att effekt varken leds ut från eller in i batterierna när avvikelserna från 50 Hz är små, vid frekvensreglering. Men dead band är inte okej i Sverige. Här är kravet att effektresursen ska aktiveras till 63 procent inom 60 sekunder och till 100 procent inom tre minuter.

– Dead band ger i Finland en möjlighet att ladda upp batterierna, men eftersom det inte är tillåtet här skulle vi kunna hamna i en situation där batterierna blir helt tomma, utan möjlighet att ladda dem. Så här måste vi ha vattenkraft eller något annat som backup, säger Jessica Willén.

”Tror att batterier kan förbättra frekvensregleringen”

Lösningen blir att installera batteriet intill vattenkraftverket, innanför anslutningspunkten till stamnätet. En sådan placering löser också problemet med hur den systemansvariga myndigheten Svenska kraftnät ska betala för frekvensregleringen. Regelverket är ännu inte anpassat för batterier.

I dagsläget är produktion och förbrukning separerat i Svenska kraftnäts balansavräkning och det är oklart hur energilager ska definieras.

– Det europeiska regelverket är på väg att förändras och ser ut att landa i att huvudregeln blir att man inte särskiljer mellan produktion och förbrukning. Då kommer problemet att lösa sig självt, men det ligger förmodligen ett par år framåt i tiden, säger Niclas Damsgaard, marknadsstrateg på Svenska kraftnät.

Generellt sett är Svenska kraftnät positivt till satsningar på batterier för frekvensreglering.

– Vi tror att batterier verkligen kan förbättra frekvensregleringen. Vi ser framför oss att vi måste ha snabbare reglerprodukter i framtiden, då är batterier och liknande lösningar väldigt bra, säger Niclas Damsgaard.

Fortum har tagit fram en prototyp till ett kontrollsystem som ska styra både vattenkraftverkets aggregat och batterierna i Forshuvud. Systemet ska mäta förändringar i stamnätets frekvens och justera driften av vattenkraften och batterierna därefter.

– Det fanns inte något färdigt kontrollsystem som kan optimera både vattenkraften och batteriet tillsammans, så då utvecklar vi ett eget, säger Alessandro Ferraris.

Forshuvuds kraftstation

Byggdes: 1990 (1998 togs ytterligare ett aggregat i drift).

Historia: På andra sidan dammen står ett äldre kraftverk från 1920-talet kvar.

Kapacitet: Cirka 44 MW installerad effekt, producerar i genomsnitt drygt 200 GWh på ett år.

Ägare: Bullerforsens Kraft, som i sin tur ägs av Fortum (88 procent) och Borlänge Energi (12 procent).

Batterikapacitet: 5 MW installerad effekt, kan lagra 6,2 MWh.

Kostnad batteriparken: 3 miljoner euro, vilket motsvarar nära 31 miljoner kronor.

Frekvensreglering

Frekvensen i det svenska elsystemet ska hållas på 50 Hz. Aktörer som vill delta i frekvensregleringen lämnar bud till Svenska kraftnät om vilken effekt de kan bistå med en viss drifttimme. I Svenska kraftnäts kontrollrum avgörs sedan om buden behöver användas.

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

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt