Hus laddade för framtiden

Med ett energilager kan man hålla igen fastighetens effektbehov, och hålla nere kostnaden för elabonnemanget. Men de stora vinsterna väntar när energilagret kan samverka med det omgivande elnätet. Där är vi inte riktigt ännu.

Utvecklingen av pris och prestanda hos batterier har varit exceptionell de senaste åren. Ingen höjer längre på ögonbrynen när en elbil kommer rullande. Nu menar många att stora batterilager i hus kommer att förändra hela energisektorn.

Det är utvecklingen på elnätet i stort som gör energilager intressant ur ett samhälleligt perspektiv. Hittills har vatten­kraften räckt för att reglera varierande effekt i elnätet. Men med allt mer väderberoende elproduktion från sol och vind behövs annan teknik som snabbt kan bidra med eleffekt – som lokala batterilager.

Många utgår också från det perspektivet när de investerar i batterilager. Syftet är alltså att kunna ta hand om ett överskott av el från solceller. Värdet i lagrad solenergi är dock relativt litet. Men, vilket vi snart ska se, utifrån en annan strategi kan energilagret bli en hyfsad affär.

Och det ska sägas direkt.  Det är än så länge få fastighetsägare som har verklig erfarenhet av batterilager. Vasakronan i Uppsala hör till dem som gjort slag i saken. Där var avsikten just i första hand att lagra överskottsel från solceller, så att mer kunde användas i fastigheten.

I slutet av 2016 installerades ett energilager med 48 kWh lagringskapacitet i en kontorsfastighet till en prislapp på 300 000 kronor.

– Redan vid inköpet var det klart att det är en bit till lönsamhet, men vi ville testa inför framtiden så vi har kunskap när det är dags att gå in på allvar, säger Ulf Näslund, som är chef för teknik och service vid Vasakronan i Uppsala.

 

För att få lönsamhet krävs bättre och
billigare batterier, och att elpriserna måste öka rejält.

Ulf Näslund, Vasakronan

 

Solcellerna kunde ge upp till 20 kW effekt, men batteriet kunde inte ta emot så hög effekt, så mycket el försvann ut ur huset. Ganska lite av elen från solcellerna kunde sparas, vilket bidrog till dålig lönsamhet.

Men batterilager kan också bidra till att dämpa effekt­toppar, som alstras av strömslukare som exempelvis hissar och tvättstugor. Effekttopparna gör att fastigheten kan behöva en stor och dyr huvudsäkring mot elnätet. Med ett batterilager som släpper ifrån sig ström vid hög belastning, kan det finnas pengar att tjäna eftersom fastigheten kan ha en mindre säkring.

Projektet har noga utvärderats, inte minst har det granskats i sömmarna i ingenjörsstudenten Oskar Hägers examensarbete. En tydlig slutsats är att det valda batterilagret hade begränsad förmåga vid in- och urladdning. Viktigt om batteriet ska kunna plana ut kraftiga effekttoppar.

– Det aktuella batteriet klarade endast cirka 5 kW in och ut, och det ger inga pengar i en fastighet, konstaterar Ulf Näslund.

I Vasakronans fall gav inte heller effektutjämningen någon nämnvärd utdelning.

– Att ta bort 5 kW effekt ger en besparing på 2 500 kronor per år på effektabonnemanget. Batteriet kostar ju 300 000 kronor, så det tar en stund att få tillbaka pengarna, konstaterar Ulf Näslund.

 

 

Att ladda batteriet och använda elen vid lämpliga tidpunkter, för att få ut mesta möjliga nytta, var ingen enkel utmaning.

–  Det krävs en väldigt avancerad styralgoritm för optimal styrning där överskottet används till att kapa effekttoppar.

Oskar Häger visar i sin studie att den årliga besparingen landar på blygsamma 4 200 kronor. Men Ulf Näslund ser trots allt inte projektet som helt bortkastat.

– För att få lönsamhet krävs bättre och billigare batterier, och att elpriserna måste öka rejält. Det finns även oklarheter som ändringar i regelverket och subventioner, som kan ändra ekonomin. Det var viktigt att testa. Nu vet vi mer om förutsättningarna.

Mats Karlström på Ferroamp som levererar system för solel och energilagring, menar att man får ut betydligt mer om man fokuserar på att lösa fastighetens effektproblem.

– Det kan verka logiskt att flytta egenproducerad el från dagen till kvällen. Men värdet av varje lagrad kilowatt är bara 40–80 öre, vilket är litet vid jämförelse att batteriet kostar 5 000 och 8 000 kronor per kWh. Det behövs väldigt många in- och urladdningar för att räkna hem batteriet.

Just som Vasakronan konstaterade måste energilagret kunna laddas och tömmas snabbt för att klara effekt­utmaningar. Dessutom krävs ett styrsystem som laddar vid lämpliga tidpunkter och utnyttjar batteriet när det gör mest nytta.

– Det kan behövas hela 50 kW på en timme vid effekttoppar, säger Mats Karlström.

Lyckas man dimensionera det hela rätt kan man förhoppningsvis gå ned i storlek på huvudsäkringen.

– Jag tjänar cirka 17 000 kronor om året på att gå ned i säkring.

Det säger Jonatan Merkel som äger ett par fastigheter i Västervik, med totalt 41 lägenheter. I somras installerades ett batterilager i en av fastig­heterna.

– Det började med att jag lät installera bergvärme­anläggningar. Sedan blev det solceller för att producera egen el. Efter ett år med solceller ville jag ta steget vidare.

Jonatan Merkel har, vid jämförelse med Vasakronan, ett batteri som klarar högre effekter vid in- och urladdning, cirka 12 kW. Därmed hjälper det till mer vid toppeffekter, som värmepumparna ibland behöver.

Han räknar med att det tar sex till åtta år innan investeringen är betald. Han tror också på en viss värdeökning på fastigheten tack var energilagret.

För landets elnät är det som sagt klara fördelar med lokala energilager som bidrar till bättre balans. Ett perspektiv som var viktigt när kommunägda Örebrobostäder, Öbo, bestämde sig för att satsa.

– Vi gör detta utifrån en övertygelse om att samhället ställer om energianvändningen. Husen måste bli mer aktiva i energisystemet, och tidvis bli leverantör av energi istället för att köpa, säger Jonas Tannerstad, som är chef på El och automation.

 

På en framtida elmarknad kommer det finnas en högre andel förnybar elproduktion.

Jonas Tannerstad, Örebrobostäder

 

Sedan två år har Öbo haft ett mindre batterilager anslutet till fastighetselen i ett av sina hus. Det styrs och övervakas av en teknik som fått akronymen ace (Adaptive Current Equalizer), som kan översättas till adaptiv strömutjämning.

Batterilagret och strömutjämningen ger snabb tillgång till effekt, så att hastiga toppar i förbrukningen kapas. Öbo har även realtidsmätning av alla elinstallationer.

– Vi har nu studerat topparna i två år och sett vilken effekt batteriet gör. Vi kan se att det gör jättemycket, det räcker med ett litet batteri för att släcka många toppar, säger Jonas Tannerstad.

Toppeffekten i husets elförbrukning är
65 ampere, och mätningar har visat att de högsta effekterna över 45 ampere aldrig varar längre än tio minuter. För att kunna stötta vid dessa toppar, bör det räcka med energimängden 2,3 kWh enligt Jonas Tannerstads beräkning.

– Det kan ett litet batterilager hantera, och göra stor skillnad för det aktuella huset.

Funktionen strömutjämning betalar sig själv, genom att säkerställa lägsta möjliga huvudsäkring, konstaterar Jonas Tannerstad.

– Återbetalningstiden beror på hur fel man ligger i huvudsäkringen, men hos oss har vi sett att återbetalning tar tre till fem år.

Ett batterilager kan också samverka med elnätet och på så vis skapa nyttor och intäkter. Så Jonas Tannerstad har inte alla svar om ekonomin idag. Men troligen i framtiden, för Öbo tar nu nästa steg i en mycket större skala.

– Vi ska gå vidare och installera ett storskaligt batterilagringssystem, med visionen att kunna samverka med elnätet utanför.

För det är just ihop med elnätet som de stora nyttorna är att vänta. Enligt det amerikanska forskningsinstitutet och tankesmedjan Rocky Mountain Institute (rmi) kan ett batteri innanför elmätaren hos elkunden tekniskt sett bidra med tretton nyttor, fördelade mellan elkund, energibolag och energimarknadsaktörer. För att nå dit behövs det dock regelverk som låter batterier spela på samma spelplan som stora centrala elproducenter.

Det är just sådana faktorer som ska studeras när Öbo vid årets slut installerar solceller på taket och batterilager i sex bostadshus. Det hela styrs av ett molnbaserat styrsystem. Detta sker inom ett utvecklingsprojekt döpt till Codes som drivs av företaget InnoEnergy, och med finansiellt stöd av Energimyndigheten. Avsikten är att utvärdera och verifiera om elnätet kan balanseras med stöd av bostadshusens energilager.

 

Eric Jensen, projektledare för Codes, förklarar:

– Vi ska undersöka olika systemvärden som kan uppstå för elnätet, främst handlar det om frekvensreglering som sköts av Svenska Kraftnät.

Jonas Tannerstad är övertygad om att energi­lager blir en framtida realitet.

– Det kommer att bli en naturlig del av våra fastigheters tekniska installationer. På en framtida elmarknad kommer det finnas en högre andel förnybar elproduktion. Detta faktum driver den utveckling som kräver en ökad efterfråge­flexibilitet i elanvändningen. När regleringarna i en framtida elmarknad kommer med efterfrågeflexibilitet och annat vill vi ha kunskap baserad på beprövad erfarenhet och kunna ta kloka beslut för Öbo.