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

Strømnettet står foran økende utfordringer som skyldes både den økte integrasjonen av variabel og distribuert produksjon fra fornybar energi og økningen av krevende laster slik som el-biler, induksjonstopper, varmepumper med mer. Disse utfordringene kan gi seg utslag i flaskehalser i nettet og/eller spenningsproblemer. Som et alternativ til kostbare investeringer i linjer og nett kan utfordringene løses med økt styrbar fleksibilitet i nettet. En lovende kilde til slik fleksibilitet er batteribaserte energilagringssystemer som kan fungere som både fleksible laster og produsenter der fleksibiliteten trengs. Selv om batteriprisene har falt de siste årene, er batteribaserte energilagringssystemer fortsatt relativt kostbare og kompliserte å spesifisere, installere, konfigurere og operere. Energilagringssystemer har fortsatt ikke blitt kostnadseffektive "hyllevarer". Dette prosjektet har utviklet ny kraftelektronikk og styringssystemer slik at strømomformersystemene til batteriene blir smarte og kostnadseffektive. I tillegg er systemene "pakket" og designet slik at de blir enkle å spesifisere, installere og bruke og dermed kostnadseffektive totalløsninger for - nettselskap som ønsker å løse spennings- eller kapasitetsproblemer i distribusjonsnettet, eller - byggeiere som ønsker å bruke mer av egenprodusert solstrøm og/eller redusere den effektbaserte tariffen for bygget. Prosjektresultatene består bl.a. av: - En ny og innovative bi-direksjonell likeretter/vekselretter på 3,3kW er utviklet som en "byggekloss" for batteribaserte energilagringssystem - Et komplett energilagringssystem på inntil 30kW og 65kWh er designet med egenutviklet styringssystem med flere avanserte funksjoner - Energilagringssystemet er testet sammen med kunder og partnere både i distribusjonsnettet og i bygg.

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»?