Jämnt fördelad elproduktion

Dessa simuleringar visar de förändrade spänningsnivåer som kan bli följden av en jämnt fördelad solelsproduktion i nätet. Simuleringarna visar även hur stor del installerad effekt som kan utgöras av solceller. Resultaten avser att ge en uppfattning om hur stor procentuell andel solelsproduktion som är rimlig i nätet. För att se hur stor del jämnt fördelad elproduktion som kan ske utan att energi matas ut på regionnätet har parametern för andel solelsproduktion successivt ökats. Vid en specifik nivå installerad effekt, vid en tidpunkt mitt på dagen, var andelen förbrukad och producerad energi lika stora i det aktuella nätet.

4.2.1 Graf 6. Referensvärden

För att få en uppfattning om hur effektförbrukningen i den del av nätet som är ansluten via T1 ser ut har en simulering gjorts utan några solelsproducenter inkopplade.

4.2.2 Graf 7. Spänning

Denna simulering visar spänningsnivåerna som kan bli följden av en jämnt fördelad utbyggnad av solelsproduktionen med 765 kW installerad effekt i nätet.

Simuleringens resultat visar att spänningen varierar mellan ca 408 och 414.5 volt vid transformatorn T334. I punkten 1501 varierar spänningen mellan ca 408.1 och 414.4 volt. I punkten 1502 varierar spänningen mellan ca 407.3 och 414.3 volt. I punkten 1503 varierar spänningen mellan ca 407.2 och 414.5 volt.

Spänningen ligger alltså 2.2 volt högre än tidigare maxreferensnivå vid T334. I punkterna 1501 och 1502 ligger spänningsnivåerna 2.1 respektive 2.3 volt över tidigare

maxreferensnivåer. Motsvarande nivå för punkten 1503 är 2.5 volt över tidigare maxreferensnivå.

4.2.3 Graf 8. Effektförbrukning

Nedanstående graf visar effektförbrukningen i den del av nätet som är ansluten via

transformator T1 vid en jämt fördelad utbyggnad av solelsproduktion med 765 kW installerad effekt.

5. DISKUSSION

Matlab Simscape Power Systems är ett kraftfullt verktyg för simuleringarna som gjorts. Mängden inställningsmöjligheter ger stora möjligheter att göra modellen verklighetstrogen. Mycket mer tid skulle kunna användas, till parameterinställningar, för att få ett trovärdigare resultat. För nätägaren borde det vara av intresse att utveckla modellen för att få en

noggrannare bild av nätet. Endast en begränsad mängd simuleringar har gjorts i detta arbete. De resultat som framkommit har delats upp i två kategorier, ojämnt respektive jämnt fördelad elproduktion. De data som ligger till grund för beräkningarna är i sin tur beräkningar utförda av företaget själva. En relativt stor andel data bygger på antaganden och modifierade

uppgifter.

5.1 Ojämnt fördelad elproduktion

De resultat som visas i graf 1-5 visar att spänningsnivåerna påverkas mest vid

anslutningspunkten 1503 och inte mycket vid transformatorn T334. Den högsta uppmätta huvudspänningen var 417.3 volt. Detta motsvaras av 240.9 volt fasspänning vilket är spänningsnivåer som, med god marginal, ligger inom de riktvärden som nätägaren har att förhålla sig till enligt Energimarknadsinspektionens författningssamling. Enligt dessa resultat kan man anse att nätet kan hantera en relativt stor andel lokalt producerad elenergi förutsatt att det finns kunder i närheten som kan konsumera motsvarande mängd energi. Observera att hänsyn inte tagits till kabeldimensioneringen. Denna kan komma att begränsa möjligheten för lokala solcellsanläggningars utbyggnad.

5.2 Jämnt fördelad elproduktion

Spänningsnivåerna i T334, 1501, 1502 och 1503 påverkades också vid dessa simuleringar. Den högsta uppmätta huvudspänningen i de punkter som studerats var 414.5 volt. Detta motsvaras av 239.3 volt fasspänning. Återigen ligger spänningen inom de nivåer som Energimarknadsinspektionens författningssamling anger.

Vid simuleringarna framkom att ca 765 kW, installerad effekt, är den nivå som är lämplig vid en jämnt fördelad utbyggnad. Om hänsyn tas till temperatureffekten så bör man kunna

avrunda detta uppåt till ca 800 kW installerad effekt. De 70 % faktisk effekt som man räknar med i Tyskland är antagligen inte relevant i en sådan här geografiskt begränsad studie. Vid en större andel solelsproduktion riskerar man att producera mer än vad man gör åt vid vissa tidpunkter på dygnet. Detta bör endast inträffa mitt på dagen vid soliga dagar på sommaren. Det är inte klarlagt om detta innebär några problem men det ingår inte i denna studie att ta ställning till. Om man tillåter nätägaren att tillfälligt begränsa effekten i de privata

anläggningarna, vid för hög elproduktion, kan man antagligen öka andelen solel. Denna typ av lösning kommer med stor sannolikhet inte att vara populär hos producenterna av solenergin då de inte tillåts sälja producerad energi när tillgången är som störst. Att med teknik styra laster, t.ex. frysboxar och varmvattenberedare, till tidpunkter med stor tillgång till solenergi är

ett tänkbart sätt att öka andelen solelsproduktion. Ett annat tänkbart sätt att öka andelen solelsproduktion är att installera någon form av teknik som tillfälligt lagrar energin till kvällen då hushållen gör åt som mest energi. Detta förutsätter antagligen att någon, privatperson eller företag, kan spara eller tjäna pengar på tekniken. Alternativet är lagstadgade krav på

konsumenter eller producenter.

6. SLUTSATS

Simuleringsresultaten visar att det inte bör innebära några större problem att installera 765 kW solceller ute i nätet förutsatt att produktionen är någorlunda jämnt fördelad i nätet. Som tumregel föreslås att totala installerade effekten i nätet, utan problem, bör kunna vara i samma storleksordning som medeleffekten under låglast. Resultaten visar även att man vid enstaka anläggningar kan producera förhållandevis stora mängder energi utan att spänningen påverkas på ett olämpligt sätt.

REFERENSER

ABB (u.å.). ​Ställverket - fördelar el och skyddar nätet.

https://new.abb.com/se/om-abb/teknik/sa-funkar-det/stallverk​ [Hämtad 2019-05-28]

Axelberg, P. (2017). ​Kompendium i Elteknik​ [internt material]. Borås: Högskolan i Borås. Axelberg, P. (2016). ​Transmissionsledningar ​[internt material]. Borås: Högskolan i Borås. Bartnicki, A., Näslund, L. (2013). ​Elanläggnings- och reläskyddsteknik [internt material]. Borås: Högskolan i Borås.

Berard, J. (2019). ​Ett år senare - 10000 fler nätanslutna solcellsanläggningar. ​Eskilstuna: Energimyndigheten.

http://www.energimyndigheten.se/nyhetsarkiv/2019/ett-ar-senare---10-000-fler-natanslutna-so

lcellsanlaggningar/

Bergström, L. & Nordlund, L. (2015). ​Ellära, Krets- och fältteori.​ [fotografi]. Stockholm: Liber AB

Blomqvist, E. & Vadasz Nilsson, A. (2013) ​Energimarknadsinspektionens författningssamling EIFS 2013:1​. Elanders Sverige AB.

https://www.ei.se/Documents/Publikationer/foreskrifter/El/EIFS_2013_1.pdf​​[2019-05-22].

Dahlenborg, M. & Grahn, C. (2014) ​Utvärdering och uppdatering av typkurvor.​ Karlstad. Karlstads Universitet.

http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:729480/FULLTEXT01.pdf

Alfredsson, A. & Mårtensson, L. (2011). ​Elteknik.​ Stockholm: Liber AB.

Energimyndigheten (2018). ​Trygg Energiförsörjning.​ Eskilstuna: Energimyndigheten.

http://www.energimyndigheten.se/trygg-energiforsorjning/

SMHI (2019) ​Solinstrålning i Sverige.​ Norrköping: SMHI.

https://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/solstralning-i-sverige-1.89984

Stridh, B. (2011) Växelriktare - en nyckelkomponent i solcellsanläggningen. ​Bengts nya villablogg ​[blogg], 10 februari.

http://bengtsvillablogg.info/2011/02/10/vaxelriktare-en-nyckelkomponent-i-solcellsanlaggningen/ Stridh, B. (2012) Hur mycket ger solceller per m2? ​Bengts nya villablogg ​[blogg], 30 maj.

t​http://bengtsvillablogg.info/2012/05/30/hur-mycket-ger-solceller-per-m2/​ [2019-05-22].

Svensk Elstandard (SEK) (2017). ​Elinstallationsreglerna SS 436 40 00, utgåva 3, med kommentarer.​ Kista: SEK

Svenska Kraftnät (2017). ​Teknik.​ Sundbyberg: Svenska kraftnät.

Svensk solenergi (2015). ​Solcellens funktion​. Stockholm: Svensk solenergi.

https://www.svensksolenergi.se/fakta-om-solenergi/Solel/solcellens-funktion

Svensk solenergi (u.å.). ​Nätanslutna Solcellsanläggningar​. Stockholm: Svensk solenergi.

https://www.svensksolenergi.se/upload/pdf/installationsguidesolceller07.pdf

Vattenfall (u.å.). ​Hur fungerar solceller.​ Stockholm: Vattenfall AB.

https://www.vattenfall.se/solceller/hur-fungerar-solceller/​ [2019-05-22].

VerkstadsForum (2018) ​Smarta algoritmer och simuleringsbaserad design-nyheter i MATLAB och Simulink ​[2019-05-22].

http://plm-erpnews.se/nytt-i-2018a-versionerna-av-matlab-och-simulink/

Walla, T. & Lindmark, S. (2016) ​Effekter i elsystemet från en ökad andel solel. ​Eskilstuna Energimyndigheten.

http://www.energimyndigheten.se/globalassets/fornybart/solenergi/solen-i-samhallet/effekter-i-elsystemet-fran-en-okad-andel-solel.pdf

Öresundskraft (u.å.)​ Hur uppfanns solceller​. Helsingborg: Öresundskraft.