Doktorgradsstipendiater viser forskningsfronten

Flere sensorer og aktuatorer i nettet gjør det mulig å overvåke nettet og ha full oversikt over tilstand og kraftflyt. Forskning og utvikling av disse mulighetene er fremdeles bare på begynnerstadiet. Foto: Atle Abelsen

Industri og nettselskaper er av forståelige årsaker mest opptatt av smartgridløsninger som på kort sikt kan bidra til nye produkter og mer effektiv drift. Forskningen er en naturlig støttespiller til dette formålet, men har også en mer langsiktig horisont. NTNU og SINTEF er i ferd med å bygge opp en solid kompetansebase innen fagfeltet, der noen titall doktorgradsstipendiater utgjør kjernevirksomheten.

Til Smartgridkonferansen vil tolv av disse komme og vise bredden og dybden på norsk smartgridforskning, og demonstrere hva som ligger rett rundt hjørnet for nettselskaper og leverandørbedrifter. Gjennom korte foredrag på 5-6 minutter på slutten av første dag vil de gi et lite innblikk i problemstillingene de jobber med, og kanskje skissere noen resultater der prosjektene er kommet langt nok.

– Stipendiatene dekker hele verdikjeden, fra de som ser på overvåkning og kontroll i høyspentsystemet til en som ser på nullutslippsbygg og hvordan dette vil påvirke det totale energisystemet, sier professor Ole-Morten Midtgård ved NTNU.

De fleste stipendiatene jobber med teknologiorienterte problemstillinger, bare to jobber med tematikk rettet mot marked og planlegging.

– Dette gjenspeiler hovedtyngden NTNU foreløpig har innen dette fagfeltet. Selv om NTNU går tverrfaglig ut, jobbes det foreløpig mer med teknologi enn marked og politiske rammebetingelser, sier Midtgård.

Forretningsmodell for fleksibilitet

Stig Ødegaard Ottesen.

Et unntak er Stig Ødegaard Ottesen, som jobber med et doktorarbeid med tittelen «Teknisk-økonomiske modeller i smartgrid». Hans fokus er todelt:

Det ene er å studere og utvikle beslutningsstøttemodeller for aktører som har sluttbrukerfleksibilitet. Ottesen ser på hvordan aktørene kan utnytte denne fleksibiliteten for å oppnå størst mulig gevinster, og har utviklet optimeringsmodeller de kan bruke.

Det andre er å utvikle en forretningsmodell som gjør det interessant for sluttbrukeren å delta aktivt i kraftmarkedet. – Incentivene er ikke til stede i dag. Men det kunne for eksempel en vært en mer dynamisk nettariff, eller at vi klarer å lage abonnementstyper som er pakket sammen med andre produkter og tjenester, sier Ottesen som også er tilknyttet NCE Smart Energy Market i Halden.

Innlegget på konferansen vil ta utgangspunkt i en faglig artikkel om sluttbrukerfleksibilitet brukt i sluttbrukermarkedet.

– Modellen er generell, både når det gjelder prisregimer og aktørenes interne energisystemer. I artikkelen tar jeg utgangspunkt i en times-spotbasert kraftkontrakt og en nettariff med effektledd, sier Ottesen.

Han peker på Statsbygg som en aktør som er offensiv i forhold til å utforske disse mulighetene.

– Jeg har hentet bakgrunnen for mine casestudier derfra. De er opptatt av å utnytte denne fleksibiliteten til å redusere kostnadene og skape gevinster, sier Ottesen.

Nullenergi

Karen Byskov Lindberg ved NTNU ser i sin doktorgrad på hvordan nullenergibygg virker inn på kraftsystemet. Hvordan vil de påvirke totallastprofilen i Norge, hvordan vil de bli dimensjonerende for kraftsystemet?

– Hittil synes det som om topplasten nesten halveres for varmebehovet, mens elbehovet blir litt mindre, sier Lindberg.

Når man har kartlagt det underliggende energibehovet og produksjonsprofilen, i de tilfellene der bygningene er utstyrt med små produksjonsanlegg, kan byggeieren se på hvordan hun kan styre lasten med for eksempel et varmelager.

Fra KTH i Sverige kommer tre stipendiater finansiert av Statnett, som ser på smartgrid i forhold til produksjon og transmisjon av elektrisk kraft. En annen, nyoppstartet doktorgradsstipendiat tar for seg en studie av et mikrogrid (øydrift) på Sri Lanka. Professor Ole-Morten Midtgård mener at smartgrid kan spille en vesentlig rolle i utviklingen av mikrogridsystemer på landsbygda i mange utviklingsland.

Smarte planer

Planlegger og doktorgradsstipendiat Erling Tønne ved NTE utvikler planleggingsmetodikken for framtidas smarte og fleksible distribusjonsnett.

– Smarte nett gir flere utfordringer og forutsetninger som man må ta hensyn til, sier han.

Tønnes doktorgradsarbeid skal legge grunnlaget for en guide for framtidas nettplanleggere. Dagens planleggingsmetodikk er ikke tilstrekkelig i forhold til kravene som stilles til nye, smarte nett.

– Håndteringen av de enorme datamengdene fra de nye AMS-målerne blir en solid utfordring for energiselskapene. Men det gir oss et unikt grunnlag for å forutse kraftflyten og behovet for nye investeringer i framtida, sier Tønne.

Stadig flere kjøper seg elbiler, som både belaster nettet kraftig i korte perioder når de lades, men som også kan fungere som «batterier» i nettet. Andre forhold er kunder som blir «prosumenter», det vil si at de installerer solceller, vindturbiner eller andre små generatorer som i perioder kan levere overskuddsenergi til nettet.

Posterutstilling og mastergradstudenter

De besøkende får god anledning til å mingle og knytte kontakt med doktorgradsstipendiatene under posterutstillingen. Smartgridsenteret sponser også deltakelsen til i mastergradsstudenter på konferansen.

– Konferansen skal også fungere som en vitamininnsprøytning for smartgridfaget på NTNU, sier senterleder Grete Coldevin.

– Tanken er at de utvalgte studentene skal få anledning til å lære, knytte kontakter og ikke minst bli inspirerte til å ta med seg inntrykk og ideer tilbake til studiene og sine studiekamerater. Det er tross alt mastergradsstudentene som er den største og viktigste rekrutteringsbasen for morgendagens sivilingeniører og fagpersonell i industrien, sier Coldevin.