Så kan batterier lagra solenergi smartare

När solen lyser som mest mitt på dagen är de flesta hushållsbehov av el som lägst. För att kunna bli mer självförsörjande på energi i ett land som Sverige krävs möjligheten att lagra energin för användning då behoven är som störst. Även om det finns batterier för lagring av solel på marknaden idag är det än så länge få privatpersoner som gör sådana investeringar. Men intresset ökar.

– Jag tror på batterier som framtidens tekniska lösning för dyngslagring av solenergi. Det mest ekonomiska idag är att använda solel för egen förbrukning så att man slipper köpa in från elnätet, säger Patrik Ollas som är industridoktorand vid Chalmers anställd av RISE.

Ett annat motiv för att investera i batterier är att de skapar en backup om elnätet går ned i tider av ökad risk för naturkatastrofer och strömavbrott. Kostnaderna för batterier har minskat de senaste åren, bland annat tack vare teknikutvecklingen inom fordonsindustrin. Det finns också möjligheter att använda gamla bilbatterier för lagring av solenergi i så kallade second-life-applikationer.

Väderprognoser kan styra batteriet

För att göra batterilager till en mer ekonomisk investering forskar Patrik Ollas och hans kollegor på RISE kring möjligheterna att optimera batterierna genom bland annat bättre styrning med hjälp av så kallad prognostisering i ett projekt som finansieras av Energimyndigheten. I samarbete med Uppsala universitet undersöker man hur man kan med hjälp av väderprognoser kan förutspå hur mycket solel som kommer att producerades en tid framöver.

– Det handlar om att, med hjälp av väderprognoser, förutspå hur mycket solel som kommer att genereras under kommande dag. Vi jobbar också med modeller som med hjälp av maskininlärning kommer att kunna förutse hur förbrukningen kommer att se ut i ett hus en tid framöver. Med hjälp av AI ska man kunna förutspå att förbrukningen kommer att se ut på ett visst sätt vid en viss tidpunkt, säger Patrik Ollas.

Genom att ta reda på hur förbrukningen kommer att se ut, hur mycket solel som kommer att produceras och hur elpriset kommer att vara de kommande 24 timmarna kan man lägga upp en styrning av batteriet som gör användningen blir så lönsam som möjligt.

Systemen behöver anpassas efter användarna

RISE forskare tittar också på hur man kan utforma ett system med solel och batterier beroende på hur förbrukningen ser ut i ett hus. Man samarbetar med elbolaget Herrljunga Elektriska som delat med sig av förbrukningsdata från 3 000 förbrukare. I projektet försöker man sortera in brukarna i olika fack beroende på hur förbrukningen ser ut. Ett fack för familjer med toppar på morgon och kväll. I ett annat fack hamnar de som är hemma och aktiva på dagarna, och ytterligare ett fack finns för de som har hög förbrukning på natten. Syftet är att försöka se hur man kan utforma ett system med solel och batterier för de här olika typerna av användare.

– När man gör investeringar i solel idag görs ganska enkla antaganden när man tittar på vilken typ av system man ska ha. Det intressanta är hur förbrukningsprofilen ser ut. För den som har hög förbrukning mitt på dagen då solen skiner blir det mer intressant med solel. Men för en typisk familj med förbrukningstoppar på morgon och kväll blir ett batteri mer intressant, eftersom man kan lagra den energi som produceras under dagen och använda under kvällen, natten och följande morgon.

Externa tjänster till elnätet

Ett annat sätt att göra investeringar i batterilager till en bättre ekonomisk affär är att låta batteriet erbjuda tjänster till det externa elnätet. Ett exempel kan vara så kallad frekvensreglering. Elnätet i Sverige ska ha en frekvens på 50 Hz, men det svajar under dagen beroende på hur produktion och förbrukning ser ut.

– Vi tittar på möjligheterna att låta batteriet vara med och stötta nätet genom att ladda i och ur, och få ersättning för denna tjänst från energibolagen. Även om regelverken inte är anpassade för detta idag vore det intressant att se hur mycket skulle man kunna tjäna på en sådan tjänst.

Likström kan spara energi

Mycket av forskningen kring batterilagring sker i den så kallade Forskningsvillan vid RISE anläggning i Borås som gör det möjligt att testa hur modellerna fungerar i verkligheten. Där har man också testat ett system med solel och batterilagring i kombination med ett likströmssystem för att spara energi. Solcellerna producerar likström, och genom att slippa omvandla den till växelström går det att spara energi.

– En av utmaningarna med likströmsdistribution i byggnader är att det inte finns produkter på marknaden som är anpassade för likströmsdrift. Så det är inte tekniken som är problemet här, utan mer de mjuka värdena, avslutar Patrik Ollas.