Bedre strøm med solceller og batterier

Stadig flere husbyggere og boligeiere ønsker seg elbiler og solceller på taket. Dette bidrar til tøffe effekt- og spenningsforhold for boligens strømnett. Batterier kan tøyle problemene.


Kjetil Boysen hos Eltek installerer den smarte inverteren (omformeren) i tilknytning til fem eneboliger på Skarpnes. Akkurat denne omformeren er så ny, at den ikke er kommeriselt tilgjengelig før tidligst på høsten. Men det finnes også andre, gode omformerteknologier på markedet som er tilpasset denne bruken. Foto: Eltek

Nye forbrukerteknologier som induksjonstopper, gjennomstrømningsvarmere og ladere for elbiler skaper nye og mye tøffere forhold for det elektriske systemet i boliger. Dette er moderne elektrisk og elektronisk utstyr som i stor grad senker boligens behov for energi. Samtidig som energiforbruket går ned, økes effektbehovet dramatisk.

Mye av dette utstyret bidrar også til å skape «støy» på spenningen og andre uønskede tilstander på husets elektriske anlegg. Dette kan både være ødeleggende for utstyr med sårbar elektronikk og skape radiostøy. Er man riktig uheldig, kan det også bidra til brannfarlige situasjoner og forårsake store personskader.

Dersom boligeieren også installerer solcellepaneler og en fornuftig energilagringsløsning, kan det hjelpe på mye av disse problemene. I Tyskland har det vokst fram en skog av leverandører av både solceller og batteriløsninger. I Norge er dette fortsatt på forsøksstadiet, men teknologien er likevel kommersielt tilgjengelig.

 

Invertere (omformere) er en nødvendighet dersom man installerer solceller på eller integrert i bygningskroppen. Batterier er ikke nødvendig, men kan være hensiktsmessig både for å kunne lagre solstrøm og gi ekstra kraft når man har behov for det. Inverteren bidrar dessuten til å bedre spenningskvaliteten i det elektriske anlegget. Ill: SMA

Solceller og batterier gir kontroll på spenningen

– Ved å installere solceller og energilaging i form av batterier, kan man møte effektbehovet og få kontroll på spenningskvaliteten, sier seniorforsker Timothy C. Lommasson hos forskningsinstituttet Teknova. – Slike løsninger sikrer også brukeren til en viss grad mot spenningsutfall.

Lommasson og Teknova er blant annet involvert i prosjektet «Electricity Usage in Smart Village Skarpnes» knyttet til det nye boligfeltet Skarpnes i Arendal, der de logger og analyserer data fra energibruken i fem nye boliger med nullhusstandard. Det vil si at boligene over året skal produsere like mye energi som beboerne forbruker.

Omformere gjør om likestrøm til vekselstrøm

Lommasson peker på omformerteknologien som en nøkkelkomponent for å møte utfordringene med tøffere effekt og «krøll» på nettet, både utenfor huset og inne i boligen. Omformerne er utstyr som omdanner likestrøm fra solceller og batterier til 230 volt vekselspenning, som brukes av forbruksapparatene i huset. – Vi blir stadig mer avhengig av sårbar elektronikk, som kan ta skade av dårlig spenningskvalitet, påpeker han.

Det smarte med omformerteknologien, i kombinasjon med en batteriløsning, er at den kan analysere forholdene i nettet og sørge for å mate inn riktig mengde effekt fra batterier eller et solcelleanlegg. Den kan også forbedre spenningskvaliteten, relatert til fasebalansen og reaktiv effekt. (Se faktaboks)

Tester ut smart energilagring i nullhusene på Skarpnes

Den siste tiden har det kommet stadig flere solide leverandører av slikt utstyr. På Skarpnes tester den norske produsenten Eltek en ny omformerteknologi for smart energilagring basert på batterier i et område med flere plusshus.

Denne teknologien kan plasseres i distribusjonsnettet hvor det er flaskehalser, faseubalanser eller nettkvalitetsproblemer. (Se faktaboks) Den kan også plasseres bak energimåleren i bygg for å redusere effekttopper, fasebalansere eller øke forbruket av egen solstrøm.

– Denne treports strømomformeren med en toveis likestrømsport kan koples til et batteri. Dette gir muligheter for kompakte strømforsyningssystemer i blant annet bygg hvor man trenger god og sikker forsyning til vekselstrøms- og/eller likestrømslaster. I tillegg kan batteriet utnyttes for å glatte ut effekttopper og transienter, sier forskningsdirektør Ole Jakob Sørdalen hos Eltek.

Batterier bidrar til å jevne ut effekttoppene

 

Den siste tiden har flere av de store, solide leverandørene kommet med batteriløsninger for boliger som er både kostnadseffektive og tar liten plass. Foto: Schneider Electric

Når det gjelder selve batteriteknologien, er det en mengde leverandører på det internasjonale markedet som er rettet mot boligsektoren. I Norge har Tesla Powerwall fått mye oppmerksomhet, mens Schneider Electric i desember 2015 lanserte batterikonseptet EcoBlade, beregnet på blant annet husholdningsmarkedet.

– Batteripakken med tilhørende omformerteknologi er ypperlig for å barbere og begrense effekttopper, sier salgsdirektør Per Gjerløw hos Schneider Electric. Han peker på nye, dynamiske effekttariffer som en nøkkelfaktor for nettselskaper for å få kundene til å redusere effektbehovet.

– Fredrikstad Energi Nett er et av selskapene som tester ut slike tariffer nå. Etter hvert som flere nettselskaper innfører slike tariffer, blir det hensiktsmessig for kundene å installere «maksimalvoktere» for å kople ut trege laster, og egne batterier for å fylle på med effekt når behovet melder seg. Man får også behov for å modernisere sikringsskapet og husinstallasjonen for øvrig med kommuniserende komponenter, sier han.

Risikabel solstrøm 

Solcellespesialisten i Fredrikstad er en av flere aktører som nå ekspanderer i et raskt voksende marked for solceller. Selskapet er blant annet involvert i kursing av elektrikere som vil utnytte den voksende etterspørselen.

– Å installere solceller krever spesialkompetanse, understreker sivilingeniør Carl Christian Strømberg hos Solcellespesialisten. – Det viktigste er å være klar over at anlegget produserer strøm straks det blir belyst, Derfor må montørene jobbe med anlegget som om det har kontinuerlig spenningen på, sier han.

Strømberg peker på en svært viktig sikkerhetsanordning, som det dessverre ikke er noe krav til ennå i forbindelse med solceller.
– Vi og alle andre ansvarlige leverandører leverer omformere med dobbelt sett med releer som kutter forbindelsen til nettet dersom strømnettet inn til huset faller ut. Grunnen er at solcellene vil fremdeles produsere strøm, og kan fortsette å sende strømmen ut på nettet. Uten releer som kutter forbindelsen, ville et solcelleanlegg risikere å «grille» montører som jobber på nettet på utsiden av huset.

Utfordrende lønnsomhet

Han erkjenner at det kan være vanskelig å motivere en forbruker til å investere i solceller og eventuelt en batteriløsning, kun ut fra økonomiske vurderinger. Ofte kjenner ikke huseieren til de problemene som solceller og nytt, effektkrevende utsyr skaper for boligens elektriske nett, og det omkringliggende nettet. – Det må bli en helhetsvurdering der også leveringssikkerheten spiller inn, sier han, og peker på at reservestrøm fra solceller og batterier kan være god å ha om nettet faller ut.

Den økonomiske lønnsomheten er avhengig av nedskrivningstid og ikke minst en ukjent, framtidig energipris. – I Oslo og sørover kan nedbetalingstiden muligens regnes til 8–10 år, mens lenger nord må man nok opp i 12–15 år. Da regner vi med at produksjonsprisen fra anlegget kan ligge på rundt 25 øre/kW om man ikke tar med installasjonskostnaden. Med installasjonskostnaden kan prisen komme opp i det dobbelte.

Dersom solcellene er integrerte i bygningselementene, for eksempel at de fungerer som takdekke, kan det regnes inn som en positiv faktor i regnestykket. Derfor kan det også være lurt å vurdere når huseieren likevel skal legge nytt tak eller skifte taktekking.

– Ta også med at solcelleanlegget sannsynligvis kommer til å levere strøm i mange år etter at det er nedskrevet økonomisk. Denne strømmen blir da «gratis», understreker Strømberg.

 

Henvisninger

Lavenergiprogrammet:

Smarte energiløsninger ved oppussing – installasjon av solceller

 

Norsk solenergiforening:

Oversikt over kurs i solenergi i 2016

På Skarpnes utenfor Arendal har Skanska bygget fem nullutslippshus. Boligprosjektet deltar i flere forskningsprosjekter, deriblant Lavenergiprogrammets forskningsprosjekt EBLE (Evaluering av boliger med lavt energibehov) ll: Rambøll/Skanska
Nullutslippsboligene på Skarpnes får en rekke interessante energibesparende løsninger, som alle er eller snart vil bli kommersielt tilgjengelige. Ill: Rambøll/Skanska

Oppdatert 04.07.2016 16:08