lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Smarta elnät

smarta nät
Olof Samuelsson. Foto: MIKAEL RISEDAL
elnät
Vindkraften komplicerar elnätet.

Elproduktionen i Sverige är sedan länge i huvudsak fossilfri och el är något vi tar för givet att ha ständig tillgång till. Men kraven på elnäten växer hela tiden genom ökad användning och inte minst genom tillskott av mer småskalig, ”grön” elproduktion.

Näten måste då bli ”smarta”. Fast Olof Samuelsson på Industriell elektroteknik och automation (IEA) och andra forskare på LTH som arbetar med dessa nät talar hellre om aktiva nät eller om nät med automation. Näten ska inte bara längre ha kapacitet att klara maximal elförbrukning utan även klara kraven på tillförlitlighet och att allt fler vindkraftverk kopplas in på nätet.

För stabil spänning måste produktion och konsumtion i elnätet balanseras. Traditionellt sker det genom att produktionen i varje ögonblick anpassas efter konsumtionen. Detta automatiseras enklast med vattenkraft.

– Konsumenterna är vana att kunna göra som de vill, tända bastun eller hålla Earth hour, säger Olof Samuelsson. Som kollektiv är vi dock förutsägbara.

Men när allt fler vindkraftverk och annan väderstyrd elproduktion fyller på, ja då blir svårt att hålla stabil spänning. Och el från solen varierar ännu snabbare än vindkraften. En grundtanke med smarta nät är att kommunikation och automation är billigare än att bygga nya kraftledningar. Men förutom att bygga grön elproduktion vill vi spara energi och det kan faktiskt innebära ökad elanvändning.

– Värmepumpar sparar energi men ökar belastningen på elnätet om de inte ersätter elvärme. Elbilar sparar också energi men ger ökad elanvändning, för att inte tala om eventuella framtida el-vägar. Alltså ska allt mer el tryckas genom samma nät, som det är dyrt och oönskat att bygga ut, säger Olof Samuelsson.

– I Danmark med sin stora andel vindkraft överväga man att vända upp och ner på processen så att konsumtionen anpassar sig. Det kan vara möjligt med processer som klarar sig utan el kortare stunder, som husuppvärmning och laddning av elbilar. Sådan flexibel elanvändning är en av hörnstenarna i smarta elnät och behöver utvecklas, men dit har vi långt kvar, säger Olof.

De nya elmätarna vi fått i Sverige kommunicerar med elnätsbolagen och är ett steg på vägen. Kombinerade med system för ”home automation” kan hushållsapparater påverkas på ett sätt som är bra för elnätet och även för elräkningen. Att inkludera elkunderna i driften av elsystemet kräver ett annat sätt att tänka.

– Liksom sopsortering accepteras idag kan det bli norm att bry sig om sin elförbrukning, hoppas Olof. Att ställa in all automation i hemmen kan bli en ny tjänstesektor och folk kan tjäna en slant på att t ex tvätta nattetid.

Elforskningen vid IEA ligger i linje med EU:s klimatmål – de så kallade 2020-målen – men även med andra mer långsiktiga sådana. I den europeiska visionen för 2050 är vindkraften i norr en gemensam resurs liksom solen vid Medelhavet. De balanserar varandra delvis genom att det blåser mest vintertid när uppvärmning behövs medan solen lyser på sommaren när behovet av kylning är störst. Det som knyter samman hela härligheten är elnätet, som med största sannolikhet kommer att vara smart, förlåt automatiserat!

Text och foto: MATS NYGREN

Forskningen sker bl a i ett nytt femårigt samarbete med E.ON, som investerar fem miljoner om året. Reglerteknik vid LTH och IEA samarbetar med KTH inom ett större projekt med stöd av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF). Precis som i tidigare projekt om vindkraft sam­arbetar IEA med danska forskare vid DTU och Risö inom ramen för två stora danska Smart Grid-projekt. Forskning kring risk- och sårbarhetsanalys sker inom ramen för LuCRAM med finansiering av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB).