Batteri som potensiell løsning til kostbar nettutbygging

Abstract

Hovedmålet med oppgaven er å analysere om batterier kan være et alternativ til utbygging i lavspentnettet. Dette er vurdert over en 50-års periode, og ser på tekniske, økonomiske og miljømessige tiltak.

For å svare på dette er en krets i lavspentnettet simulert med ulike batteriløsninger, hvor kretsen er et 230 V IT-nett. Det er forskjell på størrelse og plasseringen av disse løsningene, og som sammenligningsgrunnlag er det vurdert en løsning som innebærer tradisjonell utbygging av lavspentnettet. Denne lavspentkretsen, med tilhørende komponenter og historisk lastflyt beregnet fra AMS-data, er hentet fra nettinformasjonsverktøyet Powel Netbas. Denne dataen er benyttet til å lage en forenklet modell i MATLAB og Simulink. Modellen er konstruert for å vurdere spenningsnivået til alle abonnentene i kretsen. Simuleringen tar utgangspunkt i tidspunktet med størst belastning, og tar også hensyn til fremtidig lastutvikling basert på en økning av antall elbiler og installasjon av solcellesystemer hos abonnentene.

Det er blitt innhentet data fra leverandører av to forskjellige typer batterier for å sammenligne de tekniske, økonomiske og bærekraftige aspektene av disse løsningene, både med hverandre og med den tradisjonelle løsningen med nettutbygging. Batteriene som vurderes i oppgaven er litium-ione NMC-batterier fra batterileverandøren Pixii og vanadium redoks flow-batterier, fra Bryte Batteries.

Av de analyserte løsningene i de ulike scenarioene konkluderes det med at selv om batterier er en teknisk bedre løsning enn tradisjonell nettutbygging, så det vil på grunn av de økonomiske og bærekraftige aspektene ikke være et gunstig alternativ i perioden satt av oppdragsgiver.

The main objective of this thesis is to analyze whether batteries can be an alternative to low-voltage grid expansion, evaluated over a period of 50 years, both technically, economically, and in terms of sustainability.

To answer this question, a circuit in the low-voltage grid has been simulated with different battery system solutions, the circuit is a 230 V IT grid. There are differences in the size and location of these solutions. For comparison purposes, a solution involving traditional low-voltage grid expansion has been evaluated. This low-voltage circuit, with its associated components and historical load flow calculated from AMS data, was obtained from the Powel Netbas network information tool. This data was used to create a simplified model in Matlab and Simulink. The model was constructed to evaluate the voltage level of all consumers in the circuit. The simulation is based on the time of greatest load, and takes into account future load development based on an increase in the number of electric cars, and installation of solar cell systems among the consumers.

Data has been obtained from suppliers of two different types of battery systems to compare the economic and sustainable aspects of these solutions, both with each other and with the traditional solution of grid expansion. The batteries considered are lithium-ion NMC batteries from Pixii and vanadium redox flow batteries from Bryte.

Among the analyzed solutions, it is concluded that although battery systems are a technically superior to traditional grid expansion, it will not be a viable alternative within the period set by the client due to the economic and sustainability considerations.