Test av batterier og øydrift i område med distribuert produksjon fra solceller

Med GE Grid Solution og det franske distribusjonsselskapet ERDF som engasjert vertskap for befaring i felt og fremvisning i det 200 kvm store showroomet, fikk vi se og høre om testene som har blitt utført.

Målsettingene til demonstrasjonsprosjektet Nice Grid er som følger:

• Optimalisere drift av et distribusjonsnett med mye lokal, variable produksjon fra solcellepaneler og flere typer lagringssystemer baser på Li-Ion batterier.
• Teste øydrift for områder med innslag av lokal produksjon og batteri/lagring.
• Involvere kunder og gi dem en aktiv rolle i å bidra til optimal balansering av lokalt forbruk, lokal produksjon og lagring.
• Teste ulike forretningsmodeller for fleksibilitet i sommertid og vintertid.

For å være i takt med EUs klimamålsettinger for 2020, må Frankrike produsere minst 23% av sluttbruket av energi fra sol og andre former for fornybar energi. Demo-området Nice Grid ligger i bolig- og industrikommunen Carros, ca 30 minutter biltur nord-vest for Nice. Carros har 11500 innbyggere hvorav 5500 holder til innenfor demo-området. 124 husholdningskunder med PV på taket var aktivt med i eksperimentet og 450 kunder var kvalifisert til å delta.

Spesielt var det interessant å høre om erfaringene med å kjøre et område med mange kontorer i øydrift.

5 timer i øydrift uten noen problemer

Testene av øydrift har foregått ved en MV/LV transformatorstasjon i et industriområde hvor 8 kontor- og lagerbygg som ligger på samme avgang fra nettstasjonen ble berørt. Tre av kontorene har PV på takene med samlet produksjon på 430 kWp, mens 5 av byggene ikke har lokal produksjon. Maksimal effektbehov for de 8 kontorene er 250 kW. Energilagersystemet – et Dock Trachel Islanding Battery — bestod av et batteri på maksimum 250 kW / 620 kWh med 4 invertere. Utstyret var lokalisert i en container og plassert på andre siden av gaten ovenfor transformatorern.

Forut for selve testen hadde prosjektet utviklet en optimaliseringsprosedyre for automatisert balansering av forbruk og produksjon tilpasset lastkurver, forventet solinnstråling og effektivitet i PV utstyret i området. Batteriet og inverterne ble brukt til å holde stabiliteten i nettet underveis og mate ut ved underproduksjon i forhold til forbruk og vice versa. I tillegg var det installert lyssensorer på taket av battericontaineren hvis rolle var å registrere skyer (endringer i lysstyrke) foran solen med dertil behov for respons fra batteriet og de fire inverterne. Testen ble gjennomført i oktober 2015 som er en tid på året med skyet vær.

250 kW / 620 kWh li-ion batteri fra SAFT med kraftkonverteringssystem (PCS) fra Socomec. GE Grid Solution var ansvarlig for at totalsystemet med programvare og optimaliseringsprosedyrer fungerte under testen

Området opererte 5 timer i øydrift uten at kundene merket noe på forsyningskapasitet eller leveringskvalitet. Da testen startet hadde batteriet 73% av maksimal kapasitet. Etter fire timer øydrift var batterilagret nede på 55% av maksimal kapasitet. I følge ingeniørene i ERDF kunne man i teorien oppretthold øydriften i 5 timer til, altså 9 timer tilsammen. Et slikt tidsvindu vil muliggjøre gjennomføring av en del vedlikeholdsarbeid på dagtid uten at man trenger rigge aggregater eller stenge strømtilførselen.

Fleksibilitet fra batterier som egen tjeneste

Den franske DSOen, ERDF, fortalte at Nice Grid prosjektet har vist at det er ulike aktører som kan tjene på økt fleksibilitet som følge av innføring av batterier på ulike nivå i nettet. Husholdninger eller yrkesbygg kan øke sin fleksibilitet ved at de kan veksle på når på døgnet de henter kraft fra nettet og når de bruker de lokale batteriene, og kundene kan også redusere maksimaleffekten som de har behov i kun korte tidsrom i løpet av et år. Den som drifter nettet kan gi signaler om lokale flaskehalser der et godt samspill mellom fleksibelt forbruk og lokal produksjon kan avhjelpe situasjonen eller redusere behovet for dyre nettforsterkninger. Man kan også bruke batterier til øydrift som eksemplet i denne artikkelen viser.

Det er ønskelig at fleksibiliteten og støtten batterier kan gi til kraftnettet, aktiveres gjennom prissignaler. Det franske nettselskapet ser for seg at det utvikles forretnignsmodeller for batterier, der eksempelvis aggregatorer eller andre aktører tilbyr fleksibilitet gjennom batterier som en tjeneste.

Lithium-ion lagringssystemer

Lithium-ion lagringssystemer med ulik kapasitet og størrelse har blitt installert på ulike nivå i kraftnettet i demo-området utenfor Nice. Hensikten har vært å øke fleksibiliteten hos privathusholdninger, hos industri/kontorbygg, og for distribusjonsnettet i et område med mye lokal energiproduksjon fra solseller.

Befaring hos en av husstandene med PV på tak, iverter på vegg og batteripakke plassert en meter fra husveggen

Batteritypene som har vært i sving i demoprosjektet Nice Grid:

• Ved høyspenningstransformator: «Energy Storage System Intensium», maksimalt 1 MW / 560 kWh
• Batteri i Distribusjonsnett ved en MV/LV transformator i et industriområde, maksimalt 250 kW/ 620 kWh
• Batteri ved LV nettstasjoner, opp mot 30 kW / 1000 kWh
• Felles batteri for flere husholdninger med PV-anlegg: maks 33 kW batteri med inverter og driftstid på maksimalt 3 timer
• Batteripakke med to moduler for bolighus med solceller på taket: 48 volt, 4 kW (24 slike batterier tilsammen i demo-området)
• Moduler i Showroom: 11 moduler koblet sammen til en batteripakke

Kontaktperson i Norge for mer informasjon om Nice Grid og batterisystemer

• Jørn Borge
• jorn.borge@ge.com
• GE Grid Solutions