(U)afhængig af vejr- og vindforhold
Med et stigende behov for grøn el står Danmark for at skulle udbygge elnettet med 2700 km kabler inden 2030 og yderligere 3000-4000 km kabler frem til 2050. Samtidig står Danmark overfor at skulle opføre et større antal vindmølleparker og solcelle-anlæg for at kunne følge med det stigende behov for grøn energi.
Omstillingen til et system, der får sin energi 100% fra vedvarende energi, giver en række teknologiske udfordringer inden for produktion, lagring og distribution, som skal løses. Blandt andet skal de nye teknologier i modsætning til i dag - kunne integreres i stor skala.
Elproduktionen fra vedvarende energikilder kan nemlig ikke styres på samme måde som et kulkraftværk eller gasturbiner kan. Udsving i vind og vejrforhold sætter en øvre grænse for, hvor meget el en vindmølle eller et solcelleanlæg kan producere. De vedvarende energikilder genererer desuden varierende mængder energi i løbet af et døgn og afhængigt af årstiden.
En af udfordringerne for at kunne opnå 100% vedvarende energi i elnettet er derfor også, at kablerne ikke bliver udnyttet fuldt ud. Når solceller og vindmøller producerer mest, skal kablerne kunne transmittere det, og vi skal kunne lagre den overskydende strøm. Når mørket falder på, eller vinden står stille, genereres der til gengæld ikke nok energi til at udnytte kablernes maksimale kapacitet.
Vi skal også kunne ’skrue op’
Fordi vi ikke kan kontrollere vejret, er vi nødt til at udvikle teknologier og energisystemer, der kan sikre et stabilt elnet og en pålidelig elforsyning til forbrugerne hele døgnet, året rundt.
En vigtig del af løsningen er et hybridkraftværk, som kombinerer flere vedvarende energikilder og måder at lagre energien på. Det vil bidrage til at gøre det muligt at styre elproduktionen uafhængigt af vind og vejr, og skrue både ned og op for den, så elforsyningen forbliver stabil og kablernes kapacitet kan udnyttes bedre.
Når vind, sol og lagring styres samlet i hybridkraftværker, kan meget mere vind og sol tilsluttes uden at overbelaste elnettet. Det er muligt, fordi der sjældent er maksimal produktion fra vind og sol samtidig, og fordi styringen i hybridkraftværket sikrer, at overskydende produktion enten lagres eller begrænses, så elnettet ikke overbelastes.
Hermed kan hybridkraftværker mindske behovet for at supplere med elektricitet fra fossile energikilder såsom gas og olie. Det kan nedbringe den mængde energi genereret fra vedvarende energikilder, der går til spilde, og så kan det begrænse behovet for at udbygge elnettet.
Sammenspil mellem teknologier er afgørende
I første omgang består hybridkraftværket af to solcelleanlæg, to vindmøller, et højkapacitet lagerbatteri og et avanceret interface til elnettet.
Hybridkraftværket høster energien og lagrer den overskydende energi i et batteri, som kan bruges, når produktionen fra de vedvarende energikilder er lav. Det forventes, at også andre teknologier som elektrolyse og Power-to-X på sigt kan indgå i fremtidige faser af de nye, avancerede testfaciliteter.
Anlægget er forbundet til elnettet. Den strøm, der produceres, bliver sendt ud i elnettet og bidrager til den samlede danske elforsyning. Selvom Risø Hybrid Power Plant er et mindre anlæg målrettet forskning, vil det kunne producere knap 1 GWh om året, svarende til knap 200 husstandes årlige forbrug. Til sammenligning vil fremtidige kommercielle fuldskala-hybridkraftværk kunne forsyne flere hundrede tusinde husstande.
”Den nye facilitet bliver en vigtig brik i arbejdet med at udvikle og teste nye teknologier, før de skaleres op til brug i kommercielle hybridkraftværker. Det gør den nye testfacilitet til et nyttigt redskab i arbejdet med at sikre 100% grøn energi," siger DTU-forsker Dr. Gregor Giebel, der leder DTEC-samarbejdet og fortsætter:
"Det vil give større indsigt i samspillet mellem de vedvarende energikilder i elsystemet, så vi fremover kan udnytte og lagre grøn energi mere effektivt og samtidig sikre en stabil elforsyning til forbrugerne. For eksempel ved at udvikle teknisk-økonomiske metoder til at designe og styre hybridkraftværker bedst muligt."
Forskere fra både universiteter og virksomheder kan teste produktion, lagring og styring på tværs af energikilder. Forskningen kan desuden bidrage til at mindske det ekstreme behov, der er, for at udvide elnettet med kabler, der skal kunne transportere den grønne elektricitet.
