Anvendelser av SmartGrids i el.forsyning

Transkript

1 Reidar Conradi Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap, NTNU landsbyleder våren 2013 i det felles prosjektemnet (EiT) for NTNUs masterstudenter i 4de studieår (7,5 Sp) Her som en norskspråklig og langsgående landsby (4 mnd) med tema: Anvendelser av SmartGrids i el.forsyning Landsbyen har ca. 30 studenter og er oppdelt i fem grupper, hver med sin eksterne «problemeier». Vekt på allmenne problemstillinger. «Nabolandsby» v/ prof. Ole-Morten Midtgård, Inst. for Elkraft mer om fysiske SmartGrids. Kilde: Alle fargefigurer er laget av det nasjonale SmartGrids-senteret ved SINTEF/NTNU, v/ prof. Kjell Sand o.a. Sist rev. 12.okt

2 SmartGrids i el.forsyning... mye! SmartGrids: bedre koordinering og fleksibilitet av ulike strømnett, tillate lokale strømkilder? 2

3 Bli med å bidra til utviklingen av fremtidens miljøvennlige energisystem: SmartGrids: el.forsyning + ICT= sant! Kilde: Kjell Sand, Institutt for elkraftteknikk/sintef Energi 3

4 Det eksisterende elektriske energisystemet er kåret til Den største ingeniørbragden i det 20. århundre! Av National Academy of Engineering (USA) Se: greatest engineering achievements of the 21st century Men basert på et paradigme med sentralisert, storskala kraftgenerering i den ene enden, og passive forbrukere i den andre enden: 4

5 En ny tid krever et nytt paradigme Ny fornybar energi og distribuert generering i stor skala. Dermed misforhold mellom tidspunkt for maksimal generering og tidspunkt for maksimalt forbruk. Bedre utnyttelse av samfunnets totale ressurser. Aktive kunder som kanskje også selv genererer elkraft. Elektriske biler som skal lades og spille sammen med elnettet. Elektrifiseringen av fattige land. Klimautfordringene. Strømnett + Internett = er sant! Smart Grid 5

6 Forskjellige definisjoner av SmartGrids avhengig av perspektiv: Fra Elkraft, kanskje: Et fleksibelt elektrisitetsnett hvor nye anvendelser* integreres «plug and play» med eksisterende infrastruktur. Fra IKT, kanskje: Hvordan kan vi bygge fleksibel, gjenbrukbar, sikker, programvare for slike nett? Fra økonomi, kanskje: Et elektrisitetsnett som sikrer et fritt, transparent marked for omsetning av elektrisk energi. Fra samfunnsfag, kanskje: Et middel for å realisere en visjon om en bærekraftig fremtid eller for mye «kontroll»? *Med anvendelser menes her for eksempel integrasjon av fornybare, stokastiske og distribuerte elektrisitetskilder, både små og store; lagring av elektrisk energi; forvaltning og styring av komponenter på lastsiden; styring av aktiv og reaktiv effekt; intelligent integrasjon av elektriske biler; monitorering og styring av elektrisk energiflyt for maksimal stabilitet og pålitelighet. 6

7 SmartGrids i Norge per 2013: Fem slags aktører: Strøm/energi-generering (Statkraft, Lyse, Hafslund, ). Godt drevet. Strømtransportør på høyspentnett (Statnett nasjonalt monopol). Samme. Strømleverandør: grossist for strømformidling (Fjordkraft, ) som opererer på et nordisk marked ( fra 1992). Også OK. Nettleverandør (eng. «utility») som formidler strøm til sluttbruker (kraftlag som TrønderEnergi), og som har kommunalt monopol for 20 år om gangen.?? Den enkelte strømforbruker. Hittil lite helhetstenkning, stort potensial! Sentralt vedtak fra NVE: Alle 1,8 millioner norske strømforbrukere skal ha installert en automatisk strømmåler («AMI») ved strøminntaket i bygningen innen (vel 3 år fra nå)! Måleren skal kunne lese av og rapportere strømforbruket en gang i timen, formidle styresignaler og dessuten ha en liten dataskjerm (ca 10*10 cm2). Eies formelt av nettleverandøren.?? AMI er følger en int l standard på EU-nivå

8 Fagområder knyttet til SmartGrids SmartGrids engasjerer mange fagområder, både tekniske og ikke-tekniske. Ved NTNU er det etablert et kjerneteam innen SmartGrids, og listen nedenfor viser hvilke institutt som interesserer seg for fagområdet: IME - Institutt for elkraftteknikk (nabolandsbyleder og kollega Prof. Ole-Morten Midtgård) SVT og CenSES -Institutt for industriell økonomi HF - Institutt for tverrfaglige kulturstudier SVT - Institutt for sosiologi og statsvitenskap IME - Institutt for teknisk kybernetikk IME - Institutt for elektronikk og telekommunikasjon IME - Institutt for datateknikk og info.vitenskap (landsbyleder: Prof. Reidar Conradi) IME - Institutt for telematikk IVT- Program for industriell økologi SVT- Institutt for industriell økonomi NT - Institutt for materialteknologi 8

9 Mer konkret tematikk v/ Elkraft-kollega prof. Ole-Morten Midtgård: Hvordan kan SmartGrids-teknologier bidra til energieffektivisering? Er det smart å bruke vaskemaskinen om natten? Hvordan skal vi få med kundene på laget (bedrifter, husholdninger), slik at de blir mer energibevisste trenger de mer informasjon om energibruk og priser? Hvilke muligheter er det for lokal, småskala produksjon (solceller, vind, ), og Hvor smart er det å utnytte «kortreist» kraft? Hvordan kan elbilen integreres? Hvordan kan vi estimere kost/nytte/miljøgevinster av ulike SmartGrids-teknologier? Hvilke former for kommunikasjon er de smarte? Hva med datasikkerhet og personvern? Hvordan kan SmartGrids-teknologier være til nytte for kraftnettet? Kanskje kan vi samarbeide med denne nabolandsbyen til Midtgård? 9

10 Avtalte temaer = studentgrupper i denne landsbyen 1. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), Oslo: samfunnsaspekter ved SmartGrids - personvern, styring. Allmenne konsekvenser? 2. Det nasjonale SmartGrids-senteret, SINTEF/NTNU, Trondheim: validere EUs bruker-scenarier for bruk av SmartGrids. Bruker-forventninger? 3. SINTEF/NTNU, forskningsrådsprosjekt i Telematikk: studie av person- og samfunnssikkerhet ved bruk av SmartGrids. Teknologi og samfunn? 4. Powel, Trondheim - et programvareselskap for elkraft-bransjen: 140 SmartGrids-varianter for totalt 430 kommuner? Samarbeid på tvers? 5. Nord-Trøndelag E-verk (NTE): evaluering av DEMO-Steinkjer prosjektet, med 2000 husstander. Sluttbruker-erfaringer? Så trenger en miks av ulike kunnskaper, erfaringer, ++ kreativitet Stor frihet i å utbrodere temaene i gruppene. 10

11 Praktiske opplysninger for denne EiT-landsbyen, TDT4850 Anvendelser av Smartgrids i el.forsyning Tid: Oppstart onsdag 16. jan kl 08.00; Avslutning onsdag 24. april Sted: Auditorium R4, helt øst i U1-etg. i Realfagbygget, Gløshaugen, NTNU. Presentasjon av landsbyleder Reidar Conradi, assisterende landsbyleder Carl-Fredrik Sørensen («Calle»), samt to læringsassistenter (LA1, LA2) for «prosesshjelp». Gå gjennom opplegget for oppstartdagen og litt om resten av semesteret. Presentasjon av de fem eksterne problemeiere og deres foreslåtte del-temaer. «Spleising» av studentgrupper og problemeiere, med gruppearbeid. Bli kjent med hverandre og motivert, legge planer. Diskutere arbeidsformer og fokus: Produkt vs. Prosess. Gruppedynamikk og «fasilitering» (rådgivning): indirekte prosesshjelp, mest fra LAene. Prosjektrapport (konkret) vs. Prosessrapport (læring, refleksjon): teller likt, 50/50. Velkommen! Igjen takk til det Norske Smartgrids-senteret v/ Kjell Sand et al. for flotte fargefigurer på lysarkene! 11

12 Mulig eksternt samarbeid Landsbyen samarbeider med The Norwegian Smartgrid Centre Her er bl.a. følgende bedrifter med: 12