En stor fråga för framtidens elnät är hur man hanterar vindkraftens varierande produktion. Ett svar ger ABB:s affärsenhet FACTS med utvecklingen av energilager: SVC Light med dynamisk energilagring.
– Batterier på uppåt 50 MW kan ge aktiv effekt när det behövs för att öka stabiliteten i nätet, säger Jan Svensson, utvecklingsprojektledare.
En SVC-anläggning med batterier i en container ger energilager som gör det möjligt att kompensera för varierande vindar och elproduktion och därmed ansluta mer vindkraft till nätet.
På många håll i världen byggs mycket vindkraft och annan förnybar, småskalig elproduktion. Värdefullt för klimatet men inte alltid så bra för elnätet; produktionen varierar kraftigt och den finns spridd ute i näten – sammantaget skapas problem med spänningsvariationer, försämrad stabilitet och lägre elkvalitet.
Lösningarna på problemen samlas under namnet ”smart grids”, ”smarta elnät”, med målet stabilt elnät med hög tillgänglighet. Inom ABB utvecklas en rad olika tekniker och system, och i startgroparna står en helt ny teknik för energilagring med hjälp av batterier.
– Vi utvecklar ett energilager som ger unika möjligheter att lagra och snabbt tillföra aktiv effekt. Till exempel för att förbättra stabiliteten i näten eller rädda nätet vid kortslutning, säger Jan Svensson.
Energilagret konstrueras som en del av ABB:s system SVC Light för shuntkompensering. SVC Light används av industrier och i elnät för att balansera elnätets reaktiva effekt, den som till viss del ska samsas med den aktiva, direkt användbara effekten.
Korrekt balansering av den reaktiva effekten ger bland annat högre elkvalitet och jämn, konstant spänningsnivå.
– För några år sedan såg vi möjligheterna att utveckla SVC Light med ett energilager som också kan lagra och tillföra aktiv effekt. Då skulle anläggningen kunna balansera både reaktiv och aktiv effekt och öppna för många fler funktioner.
Att lagra energi i form av aktiv effekt är en av de stora frågorna i energibranschen. På ABB-enheten FACTS diskuterades batterier, kondensatorer och bränsleceller och beslutet stannade för batterier.
– Vi satsade på dynamisk energilagring för applikationer som kräver hög effekt under kort tid, säger Jan Svensson. Hög effekt betyder 10–50 MW och kort tid är tidsperioder under en timme.
Batterierna byggs samman av battericeller till moduler som i sin tur staplas i rack till önskad storlek på energilager. Under 2008 testades en anläggning med åtta batterirack i serie i laboratoriet hos ABB:s forskningsenhet Corporate Research med mycket gott resultat. Varje rack innehöll 13 batterimoduler med vardera 14 battericeller, vägde 400 kg, höll spänningsnivån max 720 V och gav maxeffekten 75 kW.
Under 2009 byggs en pilotanläggning i Martham på engelska östkusten i samverkan med engelska kraftbolaget EDF Energy Networks. EDF Energy vill i en större satsning på ”smart grids” ha möjligheter att använda mer vindkraft utan att äventyra nätets stabilitet.
- Pilotanläggningen kopplas in på ett 11 kV-nät och den ska ge 600 kVA reaktiv effekt, 200 kW aktiv effekt under en timme eller 600 kW aktiv effekt kortvarigt. Det blir en dynamisk energilagring av överskottsenergin från vindkraftparkerna. Men inte bara vindkraftparker kan ha nytta av dynamisk energilagring. Jan Svensson talar sig varm om möjligheterna:
– Ett pappersbruk kan med hjälp av energilagret få manövertid vid ett strömavbrott; 20 minuter extra för att säkert stänga ner processen. Ett sjukhus kan få avbrottsfri kraft innan reservkraftverken går igång. Energilagret kan också försörja en industri vid ett kortvarigt behov av mer energi och medverka till att utnyttja nätet mer effektivt.
– Men den stora fördelen är att kunna hålla nätet i gott skick, oavsett vad som sker. Korta avbrott kan överbryggas med tillskott från energilagret och varierande produktion, som vindkraft, kan lagras och tillföras till nätet när den behövs.
