Smart teknik lyfte vindkraftinvesteringen
När havsbaserade Kårehamns vindkraftpark utanför norra Öland skulle byggas ställdes man inför ett problem. De 16 vindkraftverken har en kapacitet på 48 MW men 50 kV-nätet på Öland kunde ta emot maximalt 30 MW utan förändringar. Dessutom var risken att befintlig 130 kV-kabel till fastlandet i vissa fall kunde bli överbelastad.
Normalt sett skulle elnätet behöva byggas om och förstärkas. Kostnaden för det hade urholkat den ekonomiska vinsten med den nya elproduktionen. Samtidigt är samhällsnyttan tydlig med att få in mer förnybar elproduktion i energisystemet, speciellt i södra Sverige där det är produktionsunderskott. Hur skulle ekvationen gå ihop?
Det smarta elnätet
Svaret heter Dynamic Line Rating. När E.ON satte tekniken i drift var det troligen för första gången i Sverige. Sedan introduktionen under hösten 2013 har den fungerat precis som förväntat. Enkelt handlar det om att med smart teknik ha koll på vädret, eller snarare kraftledningarnas temperatur.
Vädret styr effekten
Normalt dimensioneras en kraftledning för 50°C. Vid den temperaturen klarar en viss lintyp en viss effekt under givna väderförhållanden. När solen lyser, lufttemperaturen är hög och det blåser lite eller strömmen är hög blir ledaren varm. Det som då händer är att den hängande kraftledningen blir längre och därmed minskar avståndet till marken. Av säkerhetsskäl är det avgörande att kraftledningen håller en viss höjd över marken för att inte orsaka personskada. Omvänt gäller att ju kallare det är eller ju mer det blåser desto mer effekt kan överföras utan att överskrida lintemperaturen 50°C.
Mäter och beräknar
Med Dynamic Line Rating mäter och beräknar E.ON alla dessa förutsättningar, som till exempel mätning av omgivningsförhållanden, töjningsmätning och direkt mätning av nedhängning. Genom att ha kontroll på linans tillstånd kan den tillåtna effekten maximeras.
Vid fel på styrutrustning går parken ner till ett förinställt börvärde: 30 MW på sommaren, 40 MW på höst/vår och 48 MW på vintern. Därutöver finns en rad säkerhetsfunktioner för att säkra att elöverföringen håller sig på säker nivå.
Trots elnätets ursprungliga begränsning går det smidigt att distribuera elen från vindkraftparken. Fördelarna med Dynamic Line Rating är också att kapacitetsökningen går snabbt att genomföra jämfört med att bygga nya ledningar. Den sparar därmed såväl tid som pengar.
Effektiv produktionsstyrning
En strålande sommardag när vindkraftverken går på högvarv skulle ledningarna kunna bli för varma. Det scenariot finns med i förutsättningarna. Om temperaturen på någon av ledningarna överstiger 50°C eller om strömmen i någon av kablarna överstiger tillåten nivå styrs vindkraftparken ner automatiskt.
När vi simulerade den dynamiska temperaturbegränsningen beräknades nedstyrningen på Öland bli cirka åtta timmar per år. Det produktionsbortfallet kunde lätt ställas mot den totala nyttan med projektet.