Batterier og smarte elnett. Bernt A. Bremdal UiT & Smart Innovation Norway Norges Teknisk Vitenskapelige Akademi, Stavanger 17.

Transkript

1 Batterier og smarte elnett Bernt A. Bremdal UiT & Smart Innovation Norway Norges Teknisk Vitenskapelige Akademi, Stavanger 17.april 2018

2 El-systemet: Historiens største og mest presise system

3 Mot et smartere el-nett Electrical Infrastructure Intelligence Infrastructure 4/20/2018 Tom Oh, Rochester Institute of Technology 3

4 Smart Grid = Smarte el-nett

5 5

6 Klima og fornybar energi (smart energi) Økt elektrifisering Digitalisering 3 tunge drivere

7 Utnyttelse av lokal energiproduksjon basert på fornybare kilder

8 Økt elektrifisering 8

9 Tingenes Internet (Internet of Things = IoT) 9

10 The connected city

11 Noen utfordringer Behovet for energifleksibilitet

12 Typisk forbruksprofil for «Ola Nordmann» Typisk termisk forbruk

13 Effekt kontra ENERGIFORBRUK

14 Ikke-styrbar solenergi treffer ikke forbruket til den vanlige husholdningen

15 Innmating Innmating fra solcellepaneler Forbruk vinterstid Kilde: SWRO Rosenheim, Bayern

16 Prisvariasjoner i markedet

17 Behov for energifleksibilitet

18 15-30 timer i året er svært lite fleksible A case for batteries

19

20 Lagringsteknologi: Batterier

21 Prisene faller

22 Ulik industri ser store muligheter

23 Sonnen

24 Ulike teknologier utvikles og forbedres hele tiden REDOX/FLOW batterier

25 Saltvannsbatterier et batteri du kan spise 26

26 Lithium-luft batterier nesten like høy energitetthet som bensin Toyota General Motors 27

27 Superkondensatorer

28 Batterier på hjul Unit Capacity Sales price NOK/kWh Tesla 75 D 75 kwh Tesla 100 D 100 kwh Tesla P100D 100 kwh Nissan Leaf 40 kwh VW egolf 35,8kWh Tesla Power Wall 14 kwh Opel Ampera-E 60 kwh Et case for bildeling og bil-til-nett/bygg forsyning (V2G/V2B) OCPP 2.0 er her!

29 Langtidsparkering på en flyplass - et kraftverk?

30 Hva kan batterier bidra med? Acco unts Vault Quality improvement Load control Relief 31

31 13 typer batteritjenester Source: RMI

32 Verdi for hvem? (1) Hus/byggeier/anlegg Økt selvkonsum Salg av fleksibilitet til markedsaktør og nettselskap Reservestrøm TOU og arbitrage muligheter Produsenter: Ikke-styrbar produksjon Buffer taktisk innmating Arbitragemuligheter DSO/TSO Bootstrapping støtte Reservekraft Freksvensregulering Spenningsregulering Fasebalansering Kapasitetsavlastning (alternativ til utbygging/oppgradering av nett) Overføringsstøtte

33 Verdi for hvem? (2) Trafikk og anlegg Rekkevidde Komfort Bekvemmelighet (eks. REDOX) Salg av fleksibilitet (V2G) Forhandleren Konsolidering av fleksibilitet for sentrale markedsoperasjoner Aggregering og salg av overskuddstrøm til DA og balansemarkedet Kvalitetsgarantier (grønne sertifikater ++) Tjeneste/produktleverandøren Salg av nye gadgets (display/invertere/ems/has) Konsolidering av fleksibilitet for nettrelaterte operasjoner Organisering av lokal handel/marked Salg og formidling av høy-margin tilleggstjenester og produkter (eks. Apper) Energieffektivisering Effektreduksjon Støtte til økt selvkonsum Støtte til økt Teknisk diagnose Sikring og Forsikring Vaktmestertjenester Etc.

34 Microgrid: Tilkoplet Nettstasjon IDPR «Energisamfunn» m/ prosumenter og konsumenter DSO kontroll

35 Mikronett: Frakoplet Nettstasjon IDPR «Energisamfunn» m/ prosumenter og konsumenter DSO kontroll

36 Microgrid Sandbakken RESEARCH AND INNOVATION

37 Et Business Case for boligsameier i Norge baserte på lokale energimarkeder og batterier Maksimal selv-konsum. Høy avlastning for nett mmmmmm cc iiii,tt qq iiii,tt iiiiii jjjjjj pp ii,tt dd ii,tt jj II qq iiii,tt qq jjjj,tt = 0 ii II eeeeeeeeeeee {gg} (pp ii,tt dd ii,tt ) qq iiii,tt ii II ii II ( (pp ii,tt dd ii,tt ) qq gggg,tt ii II ii II qq iiii,tt zz ii, jj II qq iiii,tt 0 ii, jj II Distributed control through peer2peer trade. Constraints (Norway) cc ttt < cc ssssssss,tt + cc ffffffffff/tt + cc eeeeeeeeeeee,tt + cc eeeeeeeeeeee,tt *1,25 cc ttt > spot price (Basert på Mengelkamp et al 2017)

38 Tjenester: Lag på lag

39 Platfformbaserte virksomheter med store vekstambisjoner See also D3.2 and D9.1

40 Open Utility i UK

41

42 TAKK FOR MEG! Takk til kolleger og sponsorer i de ulike prosjektene som har bidratt med ny innsikt og utviklet nye modeller for smarte el-nett og smarte energimarkeder The INVADE has received funding from the European Union s Horizon 2020 Research and Innovation programme under Grant Agreement No The EMPOWER project has received funding from the European Union s Horizon 2020 Research and Innovation programme under Grant Agreement No The FlexNett project has received funding from the Norwegian Research Council under the ENERGIX program