Villavärme jämnar ut elförbrukningen

Nya smarta elapparater och maskiner i hemmen slås ofta på vid samma tidpunkter och belastningen på elnäten ökar. I ett utvecklingsprojekt undersöks nu ett sätt att jämna ut topparna i elförbrukning. I ett lokalt elnät i Uppland kommer värmepumparna i 500 villor att samarbeta och ta hänsyn till prognoser för väder och vind.

Foto: Per Westergård

I området kring Björklinge i Uppland pågår ett utvecklingsprojekt som involverar 500 villaägare. Varje villaägare får en smart termostat till sin värmepump och därmed lägre elförbrukning. Termostaterna gör det samtidigt möjligt att samordna värmepumparna för att jämna ut belastningen i det lokala elnätet.

− När fem hundra villor är anslutna kommer vi att ha cirka en megawatt i styrbar effekt. Det kommer att märkas i det lokala elnätet där normalförbrukningen ligger på ungefär tjugofem megawatt, säger projektledaren Joachim Lindborg, som är teknisk chef vid Sustainable Innovation – Nationellt centrum för energieffektivisering.

Projektet som drivs av Sustainable Innovation heter Nya samverkansmodeller på energimarknaden och finansieras till 60 procent av Energimyndigheten. Andra samarbetspartners är termostatutvecklaren Ngenic och elbolaget Upplands Energi som äger det lokala elnätet kring Björklinge.

− Upplands Energi är ett litet elbolag som ägs av sina 12 000 kunder och de anställda tycker att projektet är jättespännande. De har börjat se helt nya mönster i sitt elnät de senaste fem åren och vill gärna hitta sätt att jämna ut belastningen i nätet. Till exempel märker de att kunder bytt sina gamla oljepannor mot värmepumpar och att en del köpt elbilar som ska laddas, säger Joachim Lindborg.

Märks när vattenkokarna går på

Ett lokalt elnät måste vara dimensionerat för de för toppar i elanvändningen som inträffar när många kunder använder el samtidigt.

− Topparna kan vara väldigt korta, bara några minuter. I England finns något som kallas "TV pickup". När det blir reklampaus i populära tv-program, eller halvtid i viktiga fotbollsmatcher, slår alla engelsmän på sin vattenkokare för att göra te. Det enda som skiljer är fördröjningen i tv-bild och hur långt det är mellan soffan och köket. Det blir en jättetydlig topp i elanvändningen, säger Joachim Lindborg.

Han säger att vi kan se med både glädje och fasa på alla nya smarta elprylar som börjar finnas i våra hem. Vattenkokare, radiatorer och tvättmaskiner slås på vid exakta klockslag i allt större utsträckning. Särskilt märkbart blir det om apparaterna styrs av priset på el.

− Om elpriset går ner klockan sex på morgonen kommer mängder av eldrivna apparater att slå på samtidigt. Exakt 06.00, med internetnoggrannhet, kommer alltså alla kunder under en transformatorstation att ta samma beslut, säger Joachim Lindborg.

Elbilar som laddas när människor kommer hem från jobbet är en annan utmaning.

− Om alla laddar sin elbil samtidigt kommer transformatorstationen att brinna upp. Det finns ett exempel söder om Uppsala där elbolaget tvingades uppgradera en hel nätstation för flera miljoner kronor för endast några enstaka villor. Med smartare styrning hade man kanske inte behövt göra den åtgärden.

Värmepumparna ger utjämning

Behovet av att hitta sätt att jämna ut elanvändningen i lokala nät växer alltså. Joachim Lindborg förklarar hur balanseringen kommer gå till i det här projektet:

− Vi kommer att lagra lite extra värme i våra 500 villor om vi vet att det kommer att användas mycket el några timmar senare, till exempel för att det kommer en köldknäpp. När köldknäppen väl kommer använder övriga 11 500 kunder i elnätet mer el, medan de vi styr behöver mindre. Vi får alltså ett energilager i form av värme i husen som vi kan använda som reservkraft, säger Joachim Lindborg.
Olika hus kan lagra olika mycket värme och hur snabbt värmen försvinner beror bland annat på solinstrålning, blåst och om fasaden är fuktig av regn eller inte.

− I ett dragigt gammalt torp försvinner värmen snabbt, men i en ny välisolerad villa kan det ta sex-sju timmar innan det ens märks att värmen slagits av. Systemet räknar på varje hus individuellt och planerar värmebehovet ett antal timmar framåt.
Utvecklingsprojektet i Björklinge pågår till slutet av 2017 och mycket återstår att lösa.

− Den största utmaningen är att hitta sätt som gör att reservkraften kan kopplas in i de stora kontrollsystemen hos elnätsägaren. Här är det en stor fördel att vi samarbetar med ett litet nätbolag som har korta beslutsvägar.

Stor potential på sikt

Joachim Lindborg har redan idéer om vad han skulle vilja undersöka i ytterligare studier.

− Det skulle vara intressant att ta reda på vilken styrbar effekt man skulle kunna få om vissa villaägare accepterade en viss komfortförsämring – alltså stod ut med att ha lite varmare och lite kallare än önskat emellanåt. Hur mycket skulle den styrbara effekten vara värd för bolaget som äger nätet? Och hur mycket skulle villaägarna kräva i kompensation?

I dag finns 160 mindre elnätbolag i Sverige och övriga elnät ägs av Ellevio, Vattenfall och E.ON. Sammanlagt finns ungefär 1,5 miljoner villor med vattenburen värme.

− Om det i framtiden skulle vara möjligt att styra två kilowatt per villa i Sverige skulle vi sammanlagt ha hela tre gigawatt styrbar effekt. Det är lika mycket som dagstopparna i elnätet som vi behöver reglerkraft till, och motsvarar effekten från Forsmarks tre reaktorer.

Skribent: Eva Annell 

Typ av stöd Forskningsstöd
Typ av stödmottagare Företag