Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Söndag28.02.2021

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

SVC Light – slut på blinkandet med energilagring i bamseformat

Publicerad: 6 Maj 2010, 10:23

Det svenska elnätet tål inte hur mycket som helst. Det tål en hel del, men höga belastningstoppar kan bli för mycket på sina ställen. Samma problem finns överallt i världen.


Det blir allt vanligare att ljuset blinkar till, TVn eller kabeldekodern bär sig konstigt åt, kondensatorerna smäller i DVDn, eller att datorerna på kontoret stannar. Särskilt i industritäta områden. Vi har inte ett medeleffektproblem i Sverige (ännu), vi har ett toppbelastningsproblem och ett övertonsproblem. Det kan klaras med energilagring – en gammal önskedröm som nu verkar ha gått i uppfyllelse.

Och då är situationen långt värre på det som vi stadsbor tenderar att benämna ”landet”. En restaurangkedja som undertecknad skrivit ett reportage om, som har restauranger över stora delar av landet, har på grund av de frekventa strömavbrotten varit tvungen att utrusta kassasystemen med UPS:er eftersom man inte har råd att förlora en kreditkortstransaktion, som skulle kunna tappas om det blev strömavbrott just när den var på väg att genomföras.

Konceptbild av ABBs SVC Light-station som klarar typiska effekter på plus-minus (just det!) 30 megavoltampere reaktivt (MVAr) och kan lämna 20 MW under 15 minuter. Anläggningen upptar cirka 50 x 60 meter.

Vid större datorinstallationer har man sedan länge åtgärdat problemet med egen reservkraft och kraftbolagen klarar sig undan genom att inte göra några utfästelser om elkvalitén.

Men reservkraften brukar inte gälla IP-telefoni. Om strömmen går kanske datorhallen överlever, men alla telefoner på kontoret slocknar. Det hände inte med den gamla centralbatteritekniken, eftersom vanliga telefonstationer har batteridrift som klarar tio timmar eller mer. Sverige hade tidigare oerhört hög kvalitet på telefonin, särskilt vad gäller driftsäkerheten, men vi håller på att byta ned oss. Allt fler övergår till internettelefoni hemmavid. Vid strömavbrott blir man omedelbart av med telefonen, något som få tänker på och som i oturliga fall kan bli mycket farligt. Man kanske kan använda mobiltelefonen, kanske, men den ger inte SOS Alarm någon automatisk uppgift om var den nödställda befinner sig.

Vad är god kvalitet?

– Det kan man undra med tanke på att det saknas normer för tillsyn på stora delar av detta område. Det är också oklart vad elanvändarna har rätt att kräva av elnätsbolagen. Men kanske vore det lika relevant att fråga sig vad elnätsbolagen har rätt att kräva av kunderna, säger John Åkerlund, VD på svenska Netpower AB som tillverkar UPS:er åt datorindustrin, just i avsikt att höja elkvaliteten.

Man har tidigare nästan slentrianmässigt ansett att elkvalitet enbart är en fråga om spänningsgodhet, men både strömgodhet och korta och långa avbrott måste inkluderas. Strömgodhet är ett nytt begrepp och innebär helt enkelt god kurvform på uttagen ström. Ett exempel är konsekvenserna av att storskaligt ersätta glödlampor med lågenergilampor, som ett stort varuhus i stockholmstrakten nyligen gjorde. Följden av detta var att nätbolaget tvingades förstärka nolledningen in till varuhuset eftersom den i och med övergången till lågenergilampor fick ta dubbelt så mycket ström som fasledarna, eftersom ström och spänning inte längre gick i takt. Och för att kunna göra detta måste gatan utanför varuhuset först grävas upp, vilket var ganska kostbart.

Men är det verkligen rimligt att kundkollektivets nätavgifter ska betala priset för att varuhusets ägare ska få lägre elräkning? Om varuhusägarna istället hade installerat ett aktivt elkvalitetsfilter så hade nätbolaget inte behövt gräva upp gatan och då hade andra kunder sluppit att subventionera varuhusets driftskostnader.

Reservkraftsöar klarar avbrotten

Den typ av avbrott vi kommer att få vänja oss vid i framtiden kommer från den förnybara energin, främst vindkraften, eftersom det kan bli bottnar i energitillgången när det slutar blåsa på ett ställe, och tills det börjat blåsa någon annan stans. ABB är inte sena att slå mynt av situationen och med tekniken från HVDC-överföringar i bakfickan har man tagit fram ett koncept kallat ”SVC Light med energilager” (Static VAr Compensation), en sorts reservkraftaggregat för elnätet. Den nu lanserade lösningen innebär en lagringseffekt av normalt runt 20 megawatt i perioder om 15-45 minuter, men tekniken kan klara upp till 50 megawatt i 60 minuter eller längre.

SVC Light med energilager möjliggör dynamisk styrning av aktiv såväl som reaktiv effekt i ett kraftsystem, oberoende av varandra. Snabb reaktiv effektkompensering innebär att nätspänning och stabilitet kan styras effektivt. Styrning av den aktiva effekten möjliggörs med hjälp av dynamisk energilagring som bidrar till att jämna ut variationer från intermittenta energikällor, såsom vind- och solkraft. Tekniken möjliggör också stöd vid hög belastning och reglering av nätets frekvens. Den nya tekniken är den senast utvecklade inom ABB:s FACTS-portfölj (Flexible Alternating Current Transmission Systems). Med FACTS kan överföringskapaciteten ökas i befintliga system, samtidigt som de säkerhetsmarginaler som krävs för hög nätstabilitet bibehålls eller stärks.

Som framgår av blockschemat handlar det om en batteribank och en kondensator-dito inkopplad parallellt med en generator, eller ett svajigt kraftnät. Energi switchas om och lagras i batterierna och kan switchas tillbaka ut på nätet med exakt kontrollerad frekvens om spänningen skulle minska.

Energilagret kopplas till kraftnätet via en fasreaktor och en krafttransformator. Med både kondensatorer och batterier kan man styra både den reaktiva effekten (Q) som i en vanlig SVC Light-station och den aktiva effekten (P). Den reaktiva effekten som switchaggregatet måste tåla bestäms av kraftnätets spänning och strömmen genom aggregatet, medan möjligheten till energilagring bestäms av batteriets storlek. Som en följd av detta kan batteriets aktiva effekt vara mindre än switchaggregatets reaktiva effekt. Man kan till exempel använda sig av ett batteri på 10 MW och ett switchaggregat på 30 MVA.

Det är endast nödvändigt att ha kraft tillgänglig under en kortare tid, för att kunna stödja nätet vid kraftavbrott, eller hjälpa tillkopplade laster (exempelvis industrier som har stötvisa laster, som ljusbågsugnar). Energilagringssystemet lämnar den nödvändiga tilläggsenergin och kan därefter laddas upp när kraftnätet återgått till normalläge.

Energilagret har byggts upp med litium-jon-batterier från franska Saft och switchaggregatet innehåller senaste halvledaretekniken med IGBT-transistorer. Vi har tidigare beskrivit hur dessa fungerar: http://teknik360.idg.se/2.8229/1.305629/frekvensomriktaren—industrins-lyckopiller

Tjäna pengar samtidigt

Men försök tänka längre än bara katastrofsituationer. Ett elnät som själv kan hantera fluktuationer kan både klara landet från stora blackouter och spara pengar åt alla inblandade. Med energilagringsöar som SVC Light kan man bland annat uppnå följande:

>> Enklare uppstart av spänningslösa kraftnät
>> Klara kraftförsörjning tills nödkraftsystem kommer igång
>> Dra nytta av prisskillnader genom att lagra energi och sälja den till bästa pris
>> Balansera ut effektskillnader från vind- och solkraft och andra källor som skapar intermittent kraft
>> Lagra energi för att klara effekttoppar istället före att bygga ut transmissionsnätet
>> Kontroll över elkvaliteten, bland annat i samband med elektrifierad järnväg
>> Minska toppeffekten och på så sätt minska elkrafttaxan

ABBs initiativ är inte bara hälsosamt för det befintliga elnätet, det banar dessutom vägen för det intelligenta elnätet, The Smart Grid, ett elnät som själv kan balansera ut toppar och bottnar från olika kraftkällor, både centraliserade och distribuerade och på så sätt både kan spara miljön och kostnader åt ägare och konsumenter.

Tro det eller ej, men vi står faktiskt inför en revolution som alla önskat länge: Det är nu möjligt att lagra energi från elnätet på ett enkelt, statiskt, icke-mekaniskt sätt, med låga underhållskostnader.

Läs mer

Se själv ABBs datablad: www05.abb.com/global/scot/scot221.nsf/veritydisplay/29f3568ae5887b72832576c8002f93c1/$File/app%20note_HR.pdf
ABB i Chile: www.abb.com/cawp/seitp202/764B4B8CDB9BBB0DC125763400681199.aspx
Safts Li-Jon-batterier driver alltihop: http://smart-grid.tmcnet.com/topics/smart-grid/articles/84076-saft-li-ion-battery-powers-svc-light-with.htm
Rapporten ”Elöverföring av god kvalitet”: www.elforsk.se

Jörgen Städje

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.