Balancing Solar Energy and Load Consumption given Different Load Consumption Profiles
Abstract
I de kommende årene vil presset på kraftnettet øke på grunn av den storstilte elektrifiseringensom skjer i samfunnet i dag. For å forhindre de potensielle problemene dette medførerfor kraftnettet på en kostnadseffektiv måte for både kraftselskapene og kraftkundene, månye forbrukerfleksibilitetsmetoder og forbrukerstyringsmetoder bli utviklet og brukt sammenmed distribuerte kraftkilder for å minske presset på kraftnettet. Denne avhandlingenbruker ekte lastdata fra den industrielle sektor, den kommersielle sektor og boligsektorensammen med ekte kraftproduksjonsdata fra solcelleanlegg i Trondheim for å studere omdet er mulig å redusere presset på kraftnettet på en kostnadseffektiv måte i Trondheim,Norge. Avhandlingen bruker solcelleanlegg og en lastforskyvningsmetode for å minsketopplasten og for å øke potensielle økonomiske innsparinger. Avhandlingen simulerer flereforskjellige størrelser på solcelleanlegg for å finne en passende størrelse til de gitte lastdataenei de forskjellige sektorene. En undersøkelse om muligheten for å bruke batterierfor å øke de potensielle oppsidene ved et solcelleanlegg er også gjennomført.
Hovedresultatene viser at det er mulig å minske topplasten og å spare penger. Installeringav et solcelleanlegg er en veldig stor investering, men i det lange løp kan det vise seg atdet er en kostnadseffektiv investering. Potensialet for topplastreduksjon og pengeinnsparinger størst i den kommersielle og den industrielle sektoren. Lastforskyvingsmetoden gaogså gode resultater, ved å senke topplasten og øke den potensielle økonomiske gevinstenpå en enkel, men effektiv måte. Ulempen ved å bruke lastforskyvingsmetoden er at noe avden fleksible lasten må bli forskjøvet og forsinket i en liten periode. Bruken av batterierviste seg å ikke gi noen signifikante fordeler i denne avhandlingen. In the years to come there will be a growing strain on the power grid because of the massivefocus on electrification in the society today. To be able to prevent the grid problems in acost effective way both for the power grid companies and the end customers, new demandresponse and demand side management methods needs to be developed and used togetherwith distributed power sources to lower the strain on the power grid. This thesis uses realload data from the industrial, commercial and residential sector and real solar power datafrom Trondheim to study if it is possible to reduce the strain on the grid in a cost effectivemanner in Trondheim, Norway. The thesis uses solar power plants and a load shiftingstrategy to lower the peak load and increase the potential economic savings. The thesissimulates many different solar power plant sizes to find a suitable size for the load datain each sector. The possibility of using batteries to boost the potential upsides of the PVpower plant is also examined.
The key results show that there is potential to both reduce the peak load and to savemoney by doing so. The installation of a PV power plant is an expensive investment, but inthe long term it will prove to be cost effective. The potential is largest in the commercialand industrial sector, while it is not as cost effective in the residential sector. The loadshifting strategy also provided positive results, effectively helping to reduce the peak loadand to increase the possible earnings. The drawback of the load shifting strategy is thatsome of the flexible load needs to be delayed for a period. The use of batteries did notprove to give any significant benefits in this thesis.