Tekniken i det lokala energisystemet

Här kan du fördjupa dig i tekniken i det lokala energisystemet.

Förnybar elproduktion

Elproduktionen i det lokala energisystemet kommer att vara hundra procent förnybar och komma från tre olika typer av produktionskällor – vindkraft, solceller och en reservkraftgenerator driven på förnybart bränsle.

Vindkraftverk

Ett vindkraftverk står som regel för den största delen av elproduktionen i ett lokalt energisystem. Ett vindkraftverk som har en nominell effekt på 660 kW kan årligen producera mellan 1,1 och 1,5 GWh.

Solceller

E.ON är övertygade om att solceller har en viktig roll i framtidens energisystem och att dessa därför är en naturlig del av det lokala energisystemet. Mikroproduktion med solceller på taket blir allt mer aktuellt och för att skapa ett så reellt system som möjligt är förhoppningen att fler kunder kommer att vilja installera solceller på sina tak.

Reservkraftsgenerator

Eftersom både sol och vind är intermittenta* energikällor kommer stöd behövas i form av reglerbar elproduktion. En reservkraftsgenerator ska sköta denna uppgift vid de tillfällen som energisystemet körs i ö-drift. När det lokala energisystemet inte är i ö-drift kommer istället det centrala nätet stå för den elförsörjning som inte produceras lokalt. Reservkraftsgeneratorn drivs av ett förnybart bränsle, HVO (hydrerad vegetabilisk olja) Diesel 100, som är ett förnybart dieselbränsle. HVO Diesel 100 är 100 % baserad på förnybara råvaror, som är slakteriavfall. HVO Diesel 100 är till sin kemiska uppbyggnad i stort identisk med fossil diesel.

*Intermittent = något som bara förekommer då och då, som tidvis avbryts

Batteri som energilager

Energilagret i form av ett batteri kan ses som hjärtat i energisystemet. Tillsammans med ett avancerat styrsystem kommer batteriet vara det som ser till att rätt spänning och frekvens hålls i det lokala nätet. Det kommer att ta upp eller avge effekt för att hela tiden hålla systemet i balans.

För att de komponenter som är kopplade till nätet ska fungera måste frekvensen hela tiden hållas vid 50 Hz, med en avvikelse på maximalt 0,5 Hz uppåt och nedåt. För att batteriet ska klara av att hålla denna balans är det viktigt att det aldrig är fulladdat eller tomt, vilket styrsystemet kommer att se till. Batteri- och styrsystem kommer även se till att in-och urkoppling från det centrala nätet fungerar. Vid in- och urkopplingen måste näten vara synkroniserade och batteriet kommer hjälpa till att reglera spänning, frekvens och fasvinkel så att övergången fungerar smidigt.

För ett lokalt elnät med förnybara och intermittenta energikällor, spelar batterisystemet en mycket viktig roll. Att det hela tiden är balans i nätet är en förutsättning för en god elkvalitet under dygnets alla timmar.

Styr- och reglersystemet är hjärnan i systemet

Ett avancerat styr- och reglersystem är hjärnan i det lokala energisystemet. Det kommer se till att alla produktionsenheter kan kommunicera med varandra så att det hela tiden levereras el av god kvalitet. Styr- och reglerutrustningen styr frekvensen i det lokala nätet så att det alltid håller de önskade 50 Hz. Det ser även till att rätt spänning och fasvinklar upprätthålls. Allt sker i nära samarbete med batterisystemet som är så kallad ”grid-forming unit”, vilket betyder att batteriet är källan för omedelbar reglering om förbrukningen ökar eller minskar.

Styrutrustningen kommer att bidra med information om den momentana produktionen från varje enhet i det lokala energisystemet, vilket gör att man alltid kan se exakt var elen produceras. Detta är information som de som jobbar med systemet kommer att ha stor nytta av vid analyser, men information kan även delges till kunder som är intresserade av att följa den lokala elproduktionen.

RTU – sambandscentralen för fördelningsstationen

Ute i fördelningsstationen finns en Netcon 500 RTU (Remote Terminal Unit). Denna kommunicerar kontinuerligt med utrustningen i fördelningsstationen, omvandlar mät- och indikationssignaler och protokoll, tidsmärker alla händelser och skickar upp informationen till driftcentralen.

När det kommer manövrar från driftcentralen omvandlas dessa till elektriska kontaktslutningar, som styr till exempel brytare och frånskiljare i fördelningsstationen eller reglerar omsättningen i en transformator. Den har dessutom inbyggd brandvägg och ser till att kommunikation uppåt är krypterad för maximal datasäkerhet.

Distribution

DER-station – knutpunkten i det lokala energisystemet

Som knutpunkt i distributionsnätet i det lokala energisystemet är en inomhusbetjänad nätstation inkopplad även benämnd DER-station (Distributed Energy Resources). Nätstationen är en prefabricerad byggnad, kostnadseffektiv och med avseende på utförande helt kundanpassad lösning för detta ändamålet. Byggnaden är i ett robust utförande och utvändigt byggd helt utan organiskt material för att säkerställa lång livslängd.

Nätstationen fungerar som en knutpunkt i det lokala energisystemet där elenergin flödar i olika riktningar från produktion och lagring till förbrukning. Nätstationen innehåller mellanspänningsställverk inklusive relä och kontroll, distributionstranformator, ström och spänningstransformatorer för mätning, utrustning för nätautomation samt det avancerade styr- och reglersystemet som är hjärnan i det lokala energisystemet.

Kundernas elanvändning

Generellt är det en stor utmaning för mikronät att kunna bemöta maxuttaget i det lokala nätet som endast uppstår vid särskilda tillfällen. Produktionsenheterna måste kunna möta detta för att kunderna ska få el i sina uttag, men det finns också en annan lösning och den är att försöka minska dessa toppar och skapa ett jämnare uttag.

Detta kan man göra genom att styra ner laster när systemet signalerar att det sker mycket förbrukning och produktionen inte räcker till. Det är oftast ett mer ekonomiskt sätt att hantera vad som kallas kapacitetsbrist. I den första etappen av projektet Lokala Energisystem är ingen laststyrning inkluderad utan batteriet kommer att få lösa dessa scenarion istället. När effekttoppen är som värst får även det centrala nätet hjälpa till.