PowerShaper: A realisation of a cost-effective energy storage system

The electrical grid is facing increasing challenges due to the increased integration of intermittent and distributed renewable energy and more demanding power loads such as high-power electrical vehicles and heat pumps. The grid needs flexible and cost-effective tools for handling these challenges. Battery based energy storage is a promising source for such flexibility in the distribution grid, either located in the grid "in front of the meter" or in buildings "behind the meter". Despite battery costs are coming down, the total cost for deploying battery based energy storage solutions is still high due to lack of "commodity" solutions. This project has developped new power-electronics and controllers to achieve smart and cost-effective battery based energy storage systems. Furthermore, these systems have been designed for convenient specification, installation and operation. The project results include: - a new bi-directional power converter is developed with an innovative power eletronics topology - a flexible software platform and a system concept have been developed for convenient tailor-made standardisation of various energy storage applications. - the new technologies and energy storage system have been deployed and tested in front-of-the-meter in the distribution grid as well as behind-the-meter in buildings.

En direkte virkning av prosjektet er at Norge har fått et styrket kompetansemiljø innen avanserte strømomformere og batteribaserte energilagringssystem for ulike formål. Prosjektet har resultert i produkter som kan selges nasjonalt og internasjonalt som fremtidsrettede «grønne løsninger». En effekt av prosjektresultatene er dessuten at nettselskap i Norge og internasjonalt vil kunne anvende batteribasert energilagring som et reelt alternativ til tradisjonell nettforsterkning for å møte de kommende nett-utfordringene med økt elbil-lading og distribuert produksjon av solstrøm.

Energilagring er ansett av flere industri-analytikere å være nøkkelen til å oppnå en global transisjon til fornybar energi, og markedet for energilagring er i sterk vekst. Dette prosjektet vil utvikle, utnytte og demonstrere ny teknologi innen kraftelektronikk, informasjonsteknologi (IKT) og system-engineering som gjør at batteribaserte energilagringssystemer blir kostnadseffektive og enkle verktøy for å håndtere behov for effektfleksibilitet i distribusjonsnettet og i bygg. Spesielt vil prosjektet utvikle ny teknologi for bi-direksjonelle strømomformere og styring av disse til å oppnå komplette energilagringssystemer for alle relevante anvendelser. Effektkapasiteten per system vil bli i området fra 3-120kW. De sentrale FoU-utfordringene vil være: - Hvordan oppnå neste generasjon av kostnadseffektive strømomformere som skal inngå som differensierende «byggeklosser» i det smarte strømomformersystemet? - Hvordan bør et energilagringssystem representeres og integreres i et økosystem av andre og distribuerte del-systemer i energisystemet, slik som fleksible forbrukslaster, fornybare energikilder og systemer for å aggregere fleksibiliteter i nettdriften og/eller i fleksibilitetsmarkedene? - Hvordan bør et batteribasert energilagringssystem designes og «pakkes» for å muliggjøre en kostnadseffektiv og standardisert «skreddersøm»?