To solcelleanlegg på svakt IT-nett

Abstract

Denne bacheloroppgaven ser på utfordringer og løsninger knyttet til to solcelleanlegg på et svakt vekselstrøms IT-nett. Oppgaven er utført i samarbeid med nettselskapet Griug og NTNU Gjøvik, som tar for seg solcelleanlegg på henholdsvis maks effekt kapasitet på 20 kW og 25 kW, henholdsvis installert på en enebolig og på en låve på et gårdsbruk.

Med økende interesse for solcelleinstallasjoner, spesielt blant private kunder i lavspentnettet, kan det bli utfordring med et eksistrenede lavspentnett, som i mange tilfeller er gammelt og kanskje ikke fullt ut i stand til å håndtere høy produksjonslast fra solcelleanlegg. Dette er relevant for det aktuelle lavspentnettet. De to solcelleanleggene er på hver sin kurs ut fra transformator.

Oppgaven fokuserer på behovet for grundige analyser og potensielle nettutbedringer for å sikre at nettet kan håndtere effekt innmating ut fra disse solcelleanleggene, som er betrakning og estimering om hvorvidt lavspentnettet vil få en økning av installasjon av solcelleanlegg hos kunder, og hvor mye hver kunde vil produsere. Det er nødvendig å vurdere lavspentnettets kapasitet, og finne ut om det må utføres nødvendige tiltak før tilknytning til solcelleanleggene kan skje.

Forskningen i denne oppgaven bidrar til å forstå og forbedre lavspentnettets kapasitet til å ta imot effekt fra solcelleinstallasjoner. Dette er spesielt relevant i lys av økende strømpriser og det nåværende regleverket som tillater installasjon av solcelleanlegg opp til mulig effekt gjennomgang i hovedsikring. Denne studien gir innsikt i praktiske løsninger for å oppdatere eksisterende infrastruktur som det spesielt er et stort behov for ved tilknytning av solcelleanlegg som kan produsere forholdsvis høy effekt, som antageligvis det er hvis kunde innmater effekt opptil størrelsen på mulig effekt gjennomgang i hovedsikring.

Solcelleanlegget som er planlagt for låve på gårdsbruket bruker ca maksimal tillate kapasitet for effekt produksjon, 25 kW, og likevel går dette fint, utfordringen videre er hvis det er en ny kunde som skal ha solcelleanlegget på samme transformator og denne kursen. På den andre kursen fra samme transformator var det utfordrene med tilknytning av et planlagt solcelleanlegg som kan produsere 20 kW i maks produksjon, pga kundens hovedsikring kan også det bli installert kapasitet for større effekt produksjon enn det.

Videre basert på analysen ble fire forskjellige løsningsalternativer diskutert, og det ble valgt alternativ 1 (Bruk av en ny 100 kVA trafo), fordi løsningen forsterker nettet på en best teknisk og økonomisk måte, for planlagt solcelleanlegg for enebolig, samtidig som det gjør det potensielt mer i stand for fremtidige kunder som kan installere solcelleanlegg.

This bachelor's thesis explores the challenges and solutions related to two solar power system on a weak alternate-current IT-grid. The thesis is conducted in collaboration with the power company Griug and NTNU Gjøvik, which is about two solar power system with maximum power capacities of 20 kW and 25 kW, which respectively is planned to be installed on a single-family home and on a barn on a farm.

With increasing interest in solar installations, particularly among private customers in the low-voltage network, there could be challenges with the existing low-voltage network, which in many cases is old and may not fully be able to handle high production load from solar power system installations. This is relevant for the current low-voltage network. The two solar power system are each on their separate course from the transformer.

The thesis focuses on the need for thorough analyses and potential network improvements to ensure that the network can handle power input from these solar power systems, which is to consider and estimate whether the low-voltage network will have an increase in solar power installations among customers, and how much each customer will produce. It's necessary to evaluate the capacity of the low-voltage network, and to determine whether necessary improvements must be taken before the solar power systems can be connected.

The research in this thesis contributes to understanding and improving the low-voltage grid capacity to receive power from solar installations. This is especially relevant in the case of rising electricity prices and current regulations that allow installation of solar power systems up to the size of possible power passage in the main fuse. This study provides insights into practical solutions for updating existing infrastructure which is especially needed when connecting solar power systems that can produce relatively high power, which assume to be the case if the customer input power is up to the size of possible power passage in the main fuse.

The solar Power system planned for the barn on the farm uses approximately the maximum allowable power production capacity, 25 kW, and this will work, the further challenge is if there is a new customer who wants a solar power system on the same transformer and this circuit. On the other course from the same transformer, there were challenges with connecting a planned solar power system to produce a maximum of 20 kW, and even so the customer's main fuse is capable for greater power production than that.

Furthermore, based on the analysis, four different solution alternatives were discussed, and alternative 1 (Use of a new 100 kVA transformer) was chosen, because the solution strengthens the grid best in a technic and economical solution, for the planned solar power system, and simultaneous for future customers who can install solar power system.