Embed Size (px)
Citation preview
Aarhus Maskinmesterskole
Integreringen af batteribank og smartgrid i hjemmet Bachelorprojekt
Anders Bodilsen 15-12-2014
Side | 1
Titelblad
Titel: Integreringen af batteribank og smartgrid i hjemmet
Emner: Solceller, batteribanker og smartgrid
Rapportens art: Bachelorprojekt
Forfatters navn: Anders Bodilsen
Uddannelse: Maskinmesteruddannelsen
Uddannelsesinstitution: Aarhus Maskinmesterskole
Afleveringsdato: 15. december 2014
Antal normalsider á 2400 tegn: 26,1
Antal sider: 42
Antal eksemplarer: 2 stk. + 1 stk. digital udgave
Vejleder: Anders Parbo
Underskrift:
Anders Bodilsen
Studienummer: V10897
Side | 2
Abstract:
This paper will examine the economic incentive to add a battery bank to an average private household’s
existing PV plant and thereby utilize the surplus production during the day. The paper will also look at how
the consumption during the night could be moved to daytime, with a concept called smartgrid.
Furthermore it will also look at some of the problems occurring when the PV capacity increased the way it
did in Denmark in the early 2010s.
This was done by examining the average private household’s consumption during the different seasons and
a normal day and comparing this to how an average PV plant acts under the same circumstances. Thereby it
was possible to figure out the amount of surplus production which then would be saved to the battery
bank. The same method was used when examining how the smartgrid could be used to move a household’s
night consumption. Finally it was examined and discussed how the boom in PV plants could cause
problems.
Based on average values the result was that the savings would cause the buyback period to be 27 years. It
was also found that the savings from integrating smartgrid in a household could save around 25 % of the
electrical costs of a household each year. However there could be problems with overvoltage and the
quality of the net, but this is not well documented and therefore it could be examined further.
Side | 3
Indholdsfortegnelse:
Forord: ............................................................................................................................................................... 5
Læsevejledning: ............................................................................................................................................. 6
Kildehenvisninger: ..................................................................................................................................... 6
Figur- og billedhenvisninger: ..................................................................................................................... 6
Bilag: .......................................................................................................................................................... 6
Indledning: ......................................................................................................................................................... 7
Problemstilling: .............................................................................................................................................. 7
Problemformulering: ..................................................................................................................................... 8
Metode: ......................................................................................................................................................... 8
Empiri:........................................................................................................................................................ 8
Afgrænsning: ................................................................................................................................................. 9
Beskrivelse af solceller, batteribank og smartgrid: ......................................................................................... 10
Solcelleanlæg: .............................................................................................................................................. 10
Typer: ....................................................................................................................................................... 10
Virkemåde: .............................................................................................................................................. 11
Inverter: ....................................................................................................................................................... 13
Batteribank: ................................................................................................................................................. 15
Smartgrid: .................................................................................................................................................... 16
Økonomisk rentabilitet for batteribank: ......................................................................................................... 18
Databehandling: .......................................................................................................................................... 25
Delkonklusion: ............................................................................................................................................. 30
Smartgrid i hjemmet: ....................................................................................................................................... 31
Delkonklusion: ............................................................................................................................................. 34
Problemstillinger i det stigende antal solceller: .............................................................................................. 35
Spændingsstigninger i nettet: ..................................................................................................................... 35
Spændingskvalitet: ...................................................................................................................................... 36
Side | 4
Fordele: ........................................................................................................................................................ 36
Delkonklusion: ............................................................................................................................................. 37
Konklusion: ...................................................................................................................................................... 38
Litteraturliste: .................................................................................................................................................. 39
Bøger: .......................................................................................................................................................... 39
Dokumenter:................................................................................................................................................ 39
Links: ............................................................................................................................................................ 39
Figurer: ........................................................................................................................................................ 41
Bilag:
1. Mail fra energinet.dk 1 side
2. Excel dokument med beregninger 16 sider
Side | 5
Forord: Som afslutning på uddannelsen til maskinmester på Aarhus Maskinmesterskole, har jeg lavet dette projekt
efter endt praktik hos virksomheden DEIF A/S i Skive. Hos DEIF fik jeg inspiration til emnet, men det var ikke
afgørende for valg af emne. Min inspiration kom primært fra et af deres produkter, som styrer
solcelleproduktionen på større PV-anlæg. Dette produkt fik mig til at tænke, at solcellestrøm er meget
ustabil, da der ikke er produktion om natten. Samtidig prøvede jeg at forene, hvordan virksomheder kunne
sætte solceller op, for derved at kunne spare på elregningen og skåne miljøet. Tankerne lå her meget i at
virksomheder alligevel sjældent bruger meget strøm om natten, men stadig at de gjorde og at der også
findes virksomheder med natarbejde. Derfor tænkte jeg over hvad eventuelle løsninger på dette kunne
være. En af idéerne var brug af akkumulatorer. Jeg fandt dog hurtigt ud af at den mængde akkumulatorer,
der skulle til, ville være enorm, og at der derfor formentlig ikke ville være fornuft i det i forhold til den
besparelse en virksomhed ville have ved det. Derimod ville private nok have en mere gavn af det, da de
betaler mere pr. kWh strøm og dimensioneringerne også blive væsentlig mindre. Under de indledende
undersøgelsesstadier stødte jeg på udtrykket smartgrid, hvilket jeg fandt meget relevant i forhold til en
batteribank. Men som så meget andet kan det tænkes at det blot er opreklameret. Hvorvidt smartgrid er en
mulig løsning på ovenstående problemer, vil blive diskuteret i følgende projekt.
Side | 6
Læsevejledning:
Med henblik på at gøre teksten så letlæselig som mulig for læseren og skabe overblik for denne, er
rapporten udarbejdet ud fra følgende principper med hensyn til kildehenvisninger, figurhenvisninger og
bilag.
Kildehenvisninger:
Hver gang der bliver refereret til en kilde, vil det blive markeret med et opløftet tal, som vil figurere i
fodnoten på den pågældende side med den gældende henvisning. Til sidst i rapporten vil samtlige kilder
være listet.
Figur- og billedhenvisninger:
Under alle billeder og figurer vil der blive indsat en beskrivende billedtekst, som vil henvise til et
figurnummer. Mere information for den pågældende figur eller billede vil så være at finde under figurlisten
i afsnittet ”Figurer” under det pågældende figurnummer.
Bilag:
Såfremt en figur, tekst eller lignende vurderes for stor til inddragelse i rapportteksten, men samtidig vigtig
for forståelsen af rapporten, vil denne blive vedlagt som bilag og henvist til i teksten.
Side | 7
Indledning:
Problemstilling:
I en verden hvor prisen på energi og efterspørgslen på samme stiger, og energi efterhånden er blevet så
stor en nødvendighed, at det kan indsættes nederest i Maslows behovspyramide, er der derfor også en
grund til, at politikere og virksomheder sætter energi højt på dagsordenen. Dette skyldes, at alt som vi gør,
især i den vestlige verden, koster energi.
Grunden til, at behovet for energi øges, skyldes særligt den globale udvikling med udviklingen. Især Asien
og Sydamerika er under udvikling og dertil også jordens stærkt voksende befolkningstal, som især også
findes i Asien. Dertil kommer den forurening, som de primære eksisterende energikilder forårsager. Fossile
brændsler er, udover at være forurenende, også en energikilde, som vi ikke kan nyde evigt, da jorden kun
har en vis mængde af det.
Da nogle forskere mener, at verden som vi kender den, ikke kan holde til vores forbrug, er det måske en
god idé at begynde at kigge på, hvordan vi får mest muligt ud af den energi, som vi producerer. Her i den
vestlige verden er vi begyndt at kigge lidt på alternative energikilder, det såkaldte VE (Vedvarende Energi)
som sol, vind og bølger, til at supplere de eksisterende. Men som så meget andet nyt opstår der også nye
udfordringer. Dette skyldes for eksempel, at solen ikke skinner om natten eller når der er overskyet, at
vinden ikke altid blæser og at der ikke altid er den store søgang til at skabe bølgeenergi samtidig med, at
bølgeenergiområdet stadig ikke er udviklet nok til at være rentabelt. Derudover bruges der mest strøm om
dagen, da det er her virksomhederne er forbrugere og det er virksomhederne, som er de klart største
forbrugere. Dette forårsager blandt andet at efterspørgslen er større om dagen og mindre om natten. Og
ligesom med handel generelt vil en lav efterspørgsel ofte forårsage en lav pris og vice versa.
Alt dette skaber et marked for energi, som energiselskaberne forsøger at udnytte, ved at købe og sælge
energi som en handelsvare. Men det er ikke kun selskaberne, som forsøger at udnytte dette. Også private
forsøger at udnytte det ved at opstille solceller for på den måde at spare på deres elforbrug. Men i
modsætning til virksomheder ligger private husstandes forbrug ofte i de tidspunkter hvor solen ikke
skinner, eftersom folk typisk er på arbejde om dagen, og derved bruger de ikke alt den energi som de
producerer. Så hvad kan de gøre for at bruge den strøm? En løsning kunne være at lave en batteribank, og
så på den måde gemme strømmen til når solen ikke skinner. Men hvor stor en del af de privates forbrug
sker om natten? Og vil det overhovedet være en god forretning for de private? Dertil kan man også
forestille sig, at det stigende antal private solceller kan forårsage en række problemstillinger, da de skifter
fra at være forbrugere til at være producenter, hvilket jeg blandt andet vil komme ind på senere.
Side | 8
Der er de senere år blevet snakket mere og mere om noget, der kaldes smartgrid. Det kunne være
spændende at se på, hvad det er og hvordan de private husstande kan udnytte dette, især i forhold til
husstande med solceller.
Problemformulering:
Gennem projektet ønskes det at besvare følgende spørgsmål:
Vil det være økonomisk rentabelt for solcelleejere at have en batteribank?
Er det muligt at forbedre egetforbruget fra solceller med et intelligent hjem? Og i så fald, hvordan vil det
se ud fra et økonomisk perspektiv?
Hvilke problemstillinger kan der være med det stigende antal solceller?
Metode:
Rapporten er opbygget således at første hovedafsnit, vil beskrive de komponenter, som projektet vil
omhandle. Det er meningen at afsnittet skal skabe klarhed over disse komponenter og om hvorvidt de kan
få indflydelse i behandlingen af data og dermed det endelige resultat.
Dernæst vil der blive arbejdet på at besvare spørgsmålene fra problemformuleringen. Her er der først
indhentet data, hvorefter disse vil blive behandlet.
Empiri:
Den teoretiske viden, som er indhentet omkring batteribanker, solceller og smartgrid er forsøgt indhentet
fra valide kilder. I så fald, det ikke har været muligt at vurdere om en kilde er valid, er der brugt flere kilder
hvorved kilderne på den måde er blevet vurderet enkeltvis, for at sikre så præcise tal og dermed også så
præcise resultater som muligt. Dertil kommer det, at der i enkelte tilfælde er brugt kilder, vis gyldighed kan
diskuteres. Derfor er alle kilder, så vidt muligt, blevet set efter, hvilket vil sige, at kilderne til kilderne er
blevet gennemgået. Her tænkes der især på internetsiden Wikipedia.org, som er en side, alle har ret til at
gå ind og ændre indholdet på, hvorved dens validitet falder.
De vitale tal og data i rapporten, er primært indhentet fra sider som energinet.dk, dongenergy.dk og
oestkraft.dk, da disse er velansete sider og betragtes som valide.
Fremgangsmåden for at opnå resultatet omkring rentabiliteten for en batteribank og ved integration af
smartgrid, var hovedsagligt at finde valide data, for alt hvad der kunne få indflydelse på solcellernes
arbejde, lagringen af energien i batteribanken og integreringen af smartgrid. Dernæst kunne de fundne
Side | 9
data sammenholdes og bruges til at udregne hvor mange kWh, der kunne produceres, mængden, der
kunne lagres i batteribanken og hvordan forbruget opførte sig i løbet af året og dagene. Disse resultater
blev så sammenholdt og derved kunne et endeligt resultat opnås.
En del af de data der er samlet, er kvantitative, det vil sige, at det er store mængder data, der er lavet til
gennemsnitsværdier. Dette er gjort for at lave et udgangspunkt for rapporten og derved sikre en bredere
anvendelighed, da det er nemmere at relatere til gennemsnitsværdier.
Afgrænsning:
Der vil i projektet ofte blive taget udgangspunkt i gennemsnitsværdier, og derfor kan rapporten kun bruges
som en guideline. Endvidere kan resultaterne nemt overføres til enkelte tilfælde, ved at bruge samme
fremgangsmetode som brugt i rapporten men med egne tal.
Der vil til udregning af rentabiliteten ikke blive taget højde for tab i ledninger, men kun de elektriske
komponenter, som indgår.
Dertil vil der ikke blive givet konkrete løsningsforslag på problemstillingerne omkring det stigende antal
solceller, men i stedet blive forklaret lidt om de problemstillinger, der kan være.
Side | 10
Beskrivelse af solceller, batteribank og smartgrid:
I følgende afsnit vil solcelleanlæggets virkemåde og funktion blive beskrevet. Dette gøres ved først at
fortælle lidt om de forskellige solcelletyper og dernæst tage udgangspunkt i den mest brugte solcelletype,
idet denne type er mest væsentlig, eftersom langt størstedelen af alle solceller der produceres er af denne
type. Dernæst vil det blive beskrevet, hvad en batteribank er og hvordan den virker.
Til sidst vil der blive redegjort for begrebet smartgrid, hvad det er og hvordan det ser ud med projektet i
dag.
Solcelleanlæg:
Idéen om solceller blev oprindelig født af rumfartsindustrien. Allerede i 1950’erne begyndte man at udvikle
solceller, da man havde brug for stabile energikilder, til at sørge for de elektriske systemer på blandt andet
satellitter. Derfor var solceller ideelle, idet de er forholdsvis lette, har en god levetid og sidst men ikke
mindst, ikke havde nogen bevægelige dele og derfor intet mekanisk slid. Alt i alt var solceller derfor ideelle
til brug i rummet. Derfra er diverse virksomheder også begyndt at bygge det ind i diverse ting, såsom
lommeregnere og mobilopladere, senere i store solcelleplantager og nu også i stor grad i den private sektor
i Danmark.
Dertil er området et sted med meget udvikling idet, at man i vesten forsøger at gøre meget for at mindske
CO2 udslip og generelt gøre miljøet mindre påvirket af vores forbrug. Allerede i 2013 var
solcellekapaciteten på 142 GW på globalt plan1(herunder også sol termisk energi brugt til dampdannelse,
hvilket var 2,4 %) og 548 MW i Danmark2. Dette er dog ikke meget sammenlignet med den totale mængde
solenergi, som er på 174 PW (En petajoule svarer til 1.000.000 gigajoule). Hertil skal dog lægges at ca. 30 %
bliver reflekteret af atmosfæren og en stor del vil derfor ikke kunne udnyttes, da havet udgør en stor del af
planeten og der også skal være plads til veje, natur osv. Men ikke desto mindre betyder det, at vi har et
enormt uudnyttet potentiale af energi.
Typer:
Der findes forskellige typer solceller, der lidt groft kan inddeles i 4 kategorier, hvor kun de krystallinske vil
blive beskrevet i dybden.
- Tyndfilmsceller
- Polymere celler
- Fotoelektrokemiske celler 1 Solenergi globalt: http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_by_country
2 Solenergi i DK: http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_in_Denmark#cite_note-epia-2014-17
Side | 11
- Krystallinske celler
Tyndfilmscellen er endnu ikke taget kommercielt i brug, da effektiviteten for tyndfilm kun ligger omkring
10-14 % og degraderingen på dem er 1,5 % pr. år. Fordelen ved dem er, at de er mekanisk fleksible og
billige at fremstille. 3
Polymere celler er baseret på ledende polymere, det vil sige, at de er dannet ved sammenføjning af op til
flere milliarder sammenlignelige eller identiske enheder4. Derfor er de billige at producere i forhold til
andre solcelletyper. En anden fordel, er at de ikke indeholder nogen sjældne jordarter, men desværre er
effektiviteten kun på 1-3 % og holdbarhed på under et år. Disse værdier er endnu for lave til at kunne
erstatte de krystallinske celler.5
De fotoelektrokemiske celler eller PEC (Photo Electrochemical Cell) har den fordel, at de er gennemsigtige
og har derved et enormt potentiale, i så fald det bliver muligt at implementere dem i vinduer. Derved vil de
ikke være synlige i nær så stor grad, hvilket synes at være et problem blandt mange private. Desværre er
fremstillingsomkostningerne endnu så store, at det ikke kan betale sig og derfor er efterspørgslen på dem
også meget lave.6
De krystallinske solceller kan opdeles i to typer som er monokrystallinske og polykrystallinske. Den mest
væsentlige forskel er, at de monokrystallinske har op til 10 % højere effektivitet ved høje temperaturer i
forhold til polykrystallinske. Ellers ligger effektiviteten for dem på 12-18 % for polykrystallinske og lidt
højere for monokrystallinske. Grunden til at det ikke udelukkende er monokrystallinske celler, der bruges,
er fordi, de er dyrere i fremstilling. Derfor er de kun idéelle såfremt, man kun har et begrænset areal til
rådighed. En af grundene til at de polykrystallinske celler har en lavere effektivitet, er fordi, teknologien er
noget nyere og derfor forventer forskere at få effektiviteten på disse noget længere op samt
produktionsomkostninger længere ned.
Virkemåde:
De krystallinske solceller kaldes også fotovoltaiske celler. Ligesom alle andre solceller omdanner disse
lysenergien til elektrisk energi via den fotovoltaiske effekt. Dette vil blive beskrevet til en vis grad herunder.
En krystallinsk solcelle er lavet af perfekte siliciumskrystaller. Det vil sige, at alle siliciums fire elektroner i
yderste skal indgår i en binding med et andet siliciumatom. Men eftersom rent silicium er en dårlig elektrisk
3 Tyndfilmsceller: http://www.altomsolceller.dk/teknologi/tyndfilm/
4 Polymere celler: http://da.wikipedia.org/wiki/Polymer
5 Kort om alle typer solceller: http://ing.dk/infografik/her-er-solenergiens-fire-nogleteknologier-126001
6 Fotoelektrokemiske celler: http://www.solceller-pris.dk/blog/2014/05/her-er-3-generations-solceller-
fotoelektrokemiske-og-polymere-solceller#
Side | 12
leder, forurener eller rettere doper man krystallen med boratomer på den ene side og phosphoratomer på
den anden. Dette gøres fordi bor kun har tre elektroner i yderste skal og det kommer derved til at mangle
elektroner til bindingerne hvorved, der opstår ledige pladser for elektronerne. Denne side kaldes p-type
silicium, som betyder, at en positiv ladning i form af manglende elektroner kan bevæge sig frit i krystallen.
Den anden side dopes med phosphor da denne har 5 elektroner i yderste skal og kommer derved til at have
en elektron i overskud, som så kan bevæge sig frit omkring. Denne type kaldes n-type silicium, der står for
negativ silicium.
Krystallen er dog stadig elektrisk
neutral, idet de ekstra elektroner
modsvares af ekstra protoner fra
phosphoret. På samme måde
opvejes de manglende elektroner af
de manglende protoner i bor.
Forureningen sker på den måde at
p- og n-siliciummet har fælles
grænseflade og denne kaldes for en
pn-overgang. I dette område kan nogle frie elektroner fra n-typen erstatte de manglende elektroner i p-
typen. Derved bliver n-siden svagt positiv elektrisk ladet og modsat for p-siden. På den måde opbygges et
elektrisk felt, som forhindrer elektroner i at krydse overgangen fra n til p. Dette gør, at de to sider bliver
separeret. Derudover er der dannet et permanent elektrisk felt, som virker på samme måde som en diode,
da den kun tillader elektroner at passere fra p til n. Altså fra det bor-dopede silicium til det phosphor-
dopede silicium og ikke omvendt.
I en solcelle er der monteret elektroder på p og n lagene således, at de kan indgå i et elektrisk kredsløb. P-
laget kommer til at virke som absorber for lysenergi.
Det der så sker, er den såkaldte fotovoltaiske effekt. Dette er netop når lys, som falder på et to-lags
halvledende materiale, forårsager en spændingsforskel, som vil lave en jævnstrøm. Når et lysfoton med en
vis bølgelængde rammer et silicium atom i p-laget, vil den blive tilført med tilstrækkelig energi til, at en
elektron i yderste skal vil blive slået løs. Den frie elektron vil så vandre rundt i materialet for at søge efter et
nyt hul i en elektron skal, som den kan hoppe i. Hvis den kommer for tæt på pn-overgangen, vil den blive
suget over i n-laget. Herefter vil spændingsforskellen fører elektronen tilbage til p-laget. Da elektroner let
kan krydse pn-overgangen, men ikke vende tilbage samme vej, vil de søge efter en anden vej for at udligne
Figur 1 – Elektronernes bevægelse i grænsefladen
Som det ses i figuren, bevæger elektronerne sig fra n-laget over i p-lager.
De bliver dermed elektrisk ladet, og der opstår et elektrisk felt, som så
forhindrer yderligere vandringer af elektroner. Bemærk, det elektriske
felt er modsatrettet elektronernes bevægelsesretning.
Side | 13
spændingsforskellen. Denne vej kan være et
eksternt elektrisk kredsløb, og herved vil der
løbe en strøm, som vil fortsætte så længe, at
lys rammer solcellen.
Spændingen, der opstår i cellerne, varierer
med bølgelængden på det indfaldende lys,
men typiske celler er designede til at bruge
det brede spektrum af dagslys som solen står
for. Desuden produceres den største
mængde energi af lys med kort
bølgelængde, idet disse indeholder mere
energi. Og fordi eksisterende celler kun laver
en spænding så lille, at det knap kan drive en
lommelygte, er man nødt til at serie forbinde dem for at øge spændingen.7
Dette er vist på figur 3, som er et eksempel på, hvorledes
solceller kan opbygges i moduler, hvorved spændingen øges.
Problemet med seriel opbygning er, at når nogle celler får
mindre lys, som typisk skyldes skygge, kan den ikke producere
elektroner nok til at holde sin spænding oppe og skifter i stedet
til at lede, så den i stedet for at bidrage med 0,5 volt, forårsager
et spændingsfald på 0,5 volt. Derved koster det to solceller for
hver celle, der skygges for. Derfor indbygger man ofte bypass
dioder, som sørger for at koble den skyggeramte solcelle ud,
således den ikke virker spændingsdæmpende. 8, 9
Inverter:
Inverteren er en komponent, som laver jævnstrøm til
vekselstrøm. Denne skal bruges, når man vil tilslutte et anlæg til
elnettet. Dens virkemåde vil ikke blive beskrevet i dybden, men
7 Solcellers virkemåde: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/solarcell/
8 Solceller og skygger: http://ing.dk/blog/solceller-og-skygge-meget-mindre-solstroem-110233
9 Solceller og skygger: http://sargosis.com/articles/science/how-shade-affects-a-solar-array/
Figur 2 – Solcellens opbygning og virkemåde
Billedet illustrerer det skrevne, hvormed lysfotonerne får
elektronerne i p-laget til at krydse overgangen til n-laget,
hvorefter de naturligt vender tilbage til p-laget via et tilsluttet
kredsløb
Figur 3 – Eksempel på solcelleanlæg
Side | 14
kun forklaret i korte træk, således læser forstår dens funktion.
Da en solcelle genererer jævnstrøm og vores elnet er vekselstrømbaseret, kan man ikke uden videre koble
et solcelleanlæg på nettet. For at lave solcelleanlæggets jævnstrøm om til vekselstrøm, kræves en inverter.
En inverter laver solcellens jævnstrøm om til en, to eller tre faset vekselstrøm.
Desværre er det ikke så simpelt som
det lyder, for den sinuskurve en
inverter laver, er meget kantet. Dette
er vist på figur 4. Herefter kan man
rette op på den ved hjælp af en række
filtre, spoler og kondensatorer. Den
grove sinuskurve kan godt bruges, hvis
man ønsker at lave kaffe eller køre en
simpel elektrisk motor. Finere
elektronik, som lyd, video eller følsomt
videnskabeligt udstyr, kræver en meget
fin sinuskurve.10
10
Inverterens virkemåde: http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/automotive/dc-ac-power-inverter2.htm
Figur 4 – Eksempler på sinuskurver
Figuren illustrerer hvorledes en sinus kurve fra en simpel inverter kan
se ud i forhold til den sinus som bør være på nettet.
Side | 15
Batteribank:
Princippet og virkemåden for en batteribank vil herunder blive gennemgået.
En batteribank består oftest af flere batterier koblet sammen således batteribanken har en kapacitet, som
vil kunne forsørge en husstand eller en virksomhed. For virksomhedens vedkommende, er det primært for
at sørge for at computere og servere ikke går ned, hvis der skulle komme en strømafbrydelse, da en
batteribank til en hel industrivirksomhed ville blive alt for stor. Til en husstand med solceller, kan den fx
opbygges, således at den sørger for at husstanden er selvforsynende om natten, hvor husstanden ellers
skulle være forsynet af el nettet. Derudover kan den også opbygges som et stand-alone anlæg, som vil sige,
at den ingen forbindelse har til elnettet.
Opbygningen er som sådan den samme for dem alle, da de alle består af et antal batterier, som afgøres af,
hvor stor en kapacitet der er ønsket. I en virksomhed hvor de kun ønsker, at deres server skal kunne lukkes
korrekt ned, skal kapaciteten således kun være så stor, at serverne som minimum kan nå at lukke ned. Det
der menes, er at kapaciteten afgøres af mængden af batterier.
Effekten de kan levere afgøres typisk af inverteren. Denne fungerer på samme måde som inverteren
beskrevet i forrige afsnit.
Dertil kommer, at der findes forskellige typer batterier, hvor det er forskelligt, hvilke der er gode til hvilke
situationer. De ting, der er forskel på ved batterierne, er for eksempel antallet af 100 % afladninger
batterierne kan holde til (Cyklusser), effekten de kan afgive, energien de kan indeholde, deres levetid og
den tid hvormed de aflades af sig selv11. Derfor kan man ikke sige hvilket batteri, der er bedst, idet man bør
kigge på den specifikke situation. Der er for eksempel stor forskel på, hvilke batterier man bør bruge til
virksomheder og til private huse, da virksomheder bør kigge på effekten de kan levere og drift sikkerhed,
hvorimod huse også bør tage antal cyklusser med i betragtningen.
Men som eksempel på hvorledes et batteri kan se ud, kan der nævnes et typisk blybatteri. Blybatteriet er
opbygget af celleplader af bly, der er omgivet af en elektrolyt, hvilket er en væske, som muliggør en kemisk
proces. Typisk bruges en blanding af svovlsyre og destilleret vand. Ved op- og afladning af batteriet flyttes
eller fjernes sulfationer til og fra pladerne12. Figur 5 illustrerer hvordan et typisk blybatteri er opbygget.
11
Batterityper: http://www.batteribyen.dk/batterityper-og-teknologier 12
Batteri virkemåde: http://www.progressivedyn.com/battery_basics.html
Side | 16
Virkningsgraden for et batteri varierer
meget, alt afhængig af hvilken type der er
tale om. Desuden vil ting som aflade- og
ladehastigheden samt antallet af
cyklusser også være afgørende for
virkningsgraden. Men i gennemsnit vil
den totale virkningsgrad for et batteri ofte
ligge på omkring 85 % 13, det vil sige, at
for hver kWh man fylder på får man 0,85
kWh ud. Dertil kommer så inverter virkningsgrad og tab i ledninger.
Smartgrid:
Begrebet smartgrid har flere betydninger. Derfor skal det nævnes som noget af det første, at det i det her
tilfælde omhandler intelligent el håndtering. Dette er dog ikke så specifikt, da det kan betyde mange ting,
men det kan groft sagt siges, at det i sidste ende går ud på at sende energien derhen, hvor forbruget er
størst. Hvad det vil sige, vil der blive redegjort for i det følgende.
Det, at forsøge at styre elforbruget ud fra hvornår der bruges mest elektricitet, har eksisteret næsten ligeså
længe som vores el system. I 1960’erne var der et stort problem med at el forbruget faldt meget om
natten, derfor skulle de fleste kul fyrede kedler og lignende køre på meget lavt blus eller helt tages ud af
drift, hvilket var et stort problem. Derfor begyndte man at køre med halv pris på el om natten, hvilket skulle
give de store forbrugere et incitament for også at køre på om natten. Dette kunne de for eksempel gøre
ved at køre produktionen i døgndrift eller lignende, hvilket resulterede i, at der var profit for begge parter.
Op igennem 1970’erne til 1990’erne steg forbruget voldsomt, hvilket ledte til flere kraftværker, men dette
var i mange områder stadig ikke nok til at tage de tidspunkter på dagen, hvor forbruget peakede. Resultatet
af dette blev dårlig el kvalitet, med blandt andet blackouts og brownouts.
Sådan er det ikke længere, da kapaciteten for el produktion er øget tilstrækkeligt for at undgå disse
scenarier. Men nu er der imidlertid opstået nye problemer med produktionen. Dette er for eksempel
vindmøller, der i Danmark er i stand til at levere 4855 MW14, hvilket vil være nok til at forsyne hele
Danmark med energi. Dette kan skabe en overproduktion af el, eftersom vi her i Danmark ikke vil være i
stand til at bruge, alt det vi producerer. Det hører selvfølgelig til sjældenheder at produktion af vindenergi
13
Batteri virkningsgrad: http://www.solar-facts.com/batteries/battery-charging.php 14
Vindmølle kapacitet: http://www.dkvind.dk/html/nogletal/pdf/udbygningen_aug14.pdf
Figur 5 – Typisk blybatteri
Viser hvordan et typisk blybatteri er opbygget som en serie
forbindelse. Hvert led kan typisk levere 2,1 Volt, og batteriet
ovenover er derfor et typisk 12 V batteri.
Side | 17
er så høj, men ikke desto mindre vil der være en god forretning i at kunne udnytte det. En af idéerne med
smartgrid er for eksempel at gøre strømmen billigere når udbuddet er større end efterspørgslen. Via
supercomputere fortæller man således de tunge el forbrugere i hjemmet, for eksempel vaskemaskiner,
frysere og opvaskemaskiner, at strømmen er billig og at de derfor har tilladelse til at tænde. Modsat skal
det ikke være tilladt for dem automatisk at starte, når der er en stor efterspørgsel og prisen er høj. En
enkelt opvaskemaskine tager typisk ikke mere end 1,5 kW, alt afhængig af alder, type og program, men
ganger man det med for eksempel 50.000 husstande, får man pludselig en mærkbar effekt på eksempelvis
75.000 kW eller 75 MW, som så vil være en fleksibel effekt, der kan styres. Tallene er fiktive, men ikke
desto mindre giver det et godt billede af, at de områder som kan styres intelligent, kan være store
forbrugere samlet. Især hvis man også regner de andre store forbrugere i hjemmet med, eller endda visse
typer komponenter hos virksomheder, kan man være i stand til at styre meget store effekter.
Dette kan være en af løsningerne på den fremtid vi går i møde, hvor vores el produktion skal gøres mindre
afhængige af fossile brændsler som olie, kul og gas og være mere baseret på vedvarende energikilder som
vind-, sol- og bølgeenergi. Fælles for de vedvarende energikilder er dog, at de er forholdsvis ufleksible, da
vinden ikke altid blæser og solen heller ikke altid skinner, hvorimod en dieselgenerator altid kan startes op,
hvis man har brændstof til rådighed.
Side | 18
Økonomisk rentabilitet for batteribank:
I dag er det nu engang sådan at den største motivation til at gøre noget er økonomisk. Derfor er det også
vigtigt at undersøge på forhånd, hvordan det økonomisk vil se ud for en husstand, hvis der etableres
batteribank til et eksisterende anlæg, netop for at det skal være rentabelt.
Der er en række ting, der afgør om det er økonomisk attraktivt, at etablere en batteribank. Disse er listet
nedenunder:
- Indkøb og opsætning af anlæg.
- Priser på salg og indkøb af kWh strøm
- Vedligeholdelsesomkostninger
I så fald prisen på et anlæg ligger urimelig højt, vil det være svært at tjene pengene hjem igen. En anden
ting, der bør overvejes, er hvor stort man ønsker anlægget skal være, hvilket også får indflydelse på prisen.
En søgning på priser bekræfter dette15, hvilket også giver meget god mening idét større kapacitet eller
spænding må betyde flere batterier og dermed højere pris.
Mængden af batteribanker, der er tilgængelige på det danske marked er endnu ret begrænset. Til videre
brug i rapporten tages der udgangspunkt i denne batteribank fra Vi-Ka Teknik ApS:
Der står desuden følgende data:
Tekniske data:
Virkningsgrad inverter: 94,9 %
Antal batterier: 12 stk.
Systemspænding: 120 – 175 V DC
Max afgiven effekt: 2000 W – 1 x 230V
Kapacitet: 10,8 kWh
Ydelse (Fuld opladet): 10,4 kWh
Levetid batterier: 8 – 10 år
Igennem research fandtes det, at mange udenlandske invertere
formentlig ikke ville være tilladte i Danmark, eftersom den skal
15
Priser på batteribanker: http://www.wholesalesolar.com/battery-banks.html
Figur 6 – Batteribank fra Vi-Ka Teknik
Side | 19
overholde en af følgende to normer16:
1. EN50438, som er en fælles europæisk norm for nettilslutning.
2. VDE-AR-N4105, som er den tyske norm, sidestilles med EN50438.
Dette skyldes, at el nettet skal være af en vis kvalitet for at undgå netstøj.
Begrundelsen for valget af denne batteribank er således, at det må forventes at den overholder en af disse
to normer, og derfor er tilladt at tilslutte nettet, eftersom den sælges på det danske marked
Prisen for batteribanken er 45.000 kr.
Dertil kommer aspektet omkring besparelse pr. kWh. En af de primære grunde til, det kan være rentabelt
er fordi, at differencen mellem indkøb og salg af strøm til private er forholdsvis stor og formentlig bliver
større de næste par år. Der er desuden forskel på, hvilken ordning man hører under. De to ordninger er
kendt som den gamle og den nye, hvor den gamle er fra før 20. november 2012.
Den gamle ordning går ud på, at ens elmåler kun afregnes en gang om året, hvormed at en eventuel
overproduktion om dagen blot ”lagres” i el nettet. En eventuel overproduktion af el får man så 60 øre/kWh
for. Ved denne ordning vil der derfor ikke være nogen mening i at etablere en batteribank, medmindre man
ønsker sig sikret imod strømafbrydelser.
Ved den nye ordning derimod er det timebaseret afregning. Det betyder at økonomien i høj grad kommer
til at afhænge af, hvor stor en del af solcellernes el produktion, man selv kan aftage time for time.
Indkøbsprisen for el er forskellige fra de forskellige landsdele grundet prisforskelle hos udbyderne. Priserne
ligger mellem 201,44 øre/kWh og 211,20 øre/kWh17, og derfor antages en pris på 200 øre/kWh til videre
brug i rapporten. Her er der ikke taget højde for pris på abonnement, da dette skal betales under alle
omstændigheder for at få net tilslutning. Desuden er værdien også valgt for at få en ”worst case” situation
for batteribanken, da de mindste besparelser opnås ved de laveste elpriser.
Salgsprisen for el er 60 øre/kWh de første 10 år og 40 øre/kWh de efterfølgende 10 år18.
For at få et nogenlunde præcist billede af en husstands forbrug antages det at huset er beboet af 3
personer. Dermed er gennemsnitsforbruget 4520 kWh om året19. Tallene er gældende for huse uden
16
Normer for net tilslutning af el-producerende anlæg: http://www.energinet.dk/DA/El/Solceller-og-andre-VE-anlaeg/Erhverv/Sider/Tekniske-krav.aspx 17
El priser: https://www.elpristavlen.dk/ 18
El priser ved salg: http://www.energitjenesten.dk/nye-afregningspriser-pa-solcelle-el-leveret-til-nettet.html
Side | 20
elvarme og el-vandvarmer,
hvilket skyldes, at kilden kun
havde data for både forbruget i
forhold til sæson og samlede
forbrug for disse.
Husstandenes elforbrug fordelt
over året, er afbilledet i figur 7.
Grunden til at forbruget er
højere om vinteren kan skyldes
den øgede mængde belysning,
samt at flere aktiviteter foregår
indenfor.
Dertil er det også værd at
medregne at solceller i Danmark
producerer mindre strøm om
vinteren end om sommeren,
som skyldes den geografiske
placering af Danmark, da det for
et land som New Zealand vil se
anderledes ud. Hvordan det ser
ud i Danmark er afbilledet i figur
820.
Derefter er det undersøgt hvad
et hus med etableret
solcelleanlæg producerer på et år. Tallet er dog ikke så præcist, idet antallet af solceller hos private er
eksploderet de seneste år, og derved kan et eventuelt gennemsnit hurtigt ændres, hvis der et år skulle
19
Gennemsnits elforbrug samt sæsonforbrug: http://www.dongenergy.dk/privat/energitips/tjekditforbrug/gennemsnitsforbrug/Pages/elforbrugihus.aspx 20
Solcellers produktion pr. måned: http://solcelletips.dk/solcelleproduktion-afhaenger-af-vejret/
2
5
8
12
15 13
14 12
9
6
3 2
02468
10121416
Pro
cen
t
Solcelleproduktion i % af hele året
10 9 9
8 8 7
6 7 7
9 9
11
0
2
4
6
8
10
12
Pro
cen
t
Sæsonsvingninger i elforbrug
Figur 7 – Sæsonsvingninger i elforbrug
Figur 8 – Solcelleproduktion i % af hele året.
Diagrammet er lavet ud fra værdier, som tager højde for både temperatur og
solindstråling, og viser solcelleproduktionen i % af hele årets produktion.
Side | 21
være en god eller en dårlig produktion. Men ikke desto mindre, er dette et gennemsnit af den nuværende
produktion og må derfor være forholdsvis aktuel.
Dernæst har de private husstande ifølge energimidt.dk en samlet effekt på 440,4 MW, som er fordelt på
85.590 husstande21. Disse data er senest opdateret 13. august 2014. Derudover er der sorteret i dem,
således at anlæg på over 6 kW og monteret efter 2013 er sorteret fra. Dette er gjort for at sortere
virksomheders anlæg fra og på det grundlag at langt størstedelen af de private solcelleanlæg hører under
de gældende regler, som er citeret nedenfor. Desuden er anlæggene efter 2013 sorteret fra, eftersom kun
tallene fra den samlede energiproduktion i 2013 kunne indhentes. Dermed korrigeres der en smule, da
kapaciteten er steget en smule i 2014 og dermed vil den samlede energiproduktion pr. hus være mere
nøjagitg. Det kan så diskutteres om tallene fra 2013 er valide, idet mængden af solcelleanlæg øgedes jævnt
gennem hele 2013, og den samlede energiproduktion dermed var støt stigende. Fejlkilden anses for lille
idet langt størstedelen af solcelleanlæg, ifølge forrige kilde, blev etableret i 2012. Det kan desuden oplyses,
at den samlede private effekt i Danmark d. 24/11-2014 ifølge en mail vedlagt som bilag 1, er på 468,6 MW.
Dette tal vurderes at passe meget godt i forhold til den samlede effekt på 440,4 MW fra 2013, eftersom
kapaciteten formentlig er steget en smule i løbet af 2014.
”Lovændringer vedtaget af Folketinget i juni 2013:
For at understøtte, at husholdninger fortsat investerer i solceller, har Folketinget vedtaget midlertidigt forhøjede satser for
solcelleanlæg på max. 6 kW/husstand, jf. lov nr. 900 af 4. juli 2013,…”
(Kilde: http://www.energinet.dk/DA/El/Solceller-og-andre-VE-anlaeg/Privat/Sider/default.aspx)
Det betyder at incitementet for at etabelere større solcelleanlæg end 6 kW bliver mindre. Det kan så
diskutteres, hvordan det gør sig gældende i tilfælde af at, man etabelerer en batteribank, idet flere
scenarier kan gøre sig gældende. For eksempel hvis man ser på reglerne, så gør de sig kun gældende for
den effekt, man vil levere til el nettet, men hvis man blot sørger for at effekten til nettet er 6 kW og at der
samtidig lades 3 kW på eventuelle batterier, kan der igen godt være et økonomisk incitement for at
etabelere et større anlæg. Desuden vil anlægget kunne levere 6 kW til nettet i en længere periode, hvilket
gør dens samlede energiproduktion større. Men eftersom det ikke har været muligt at indhente kilder, som
klart angiver hvor stor den private del af energiproduktionen er i 2013, er det antaget at værdierne er
valide, da det skal ses ud fra et gennemsnitligt perspektiv.
Dertil kommer, at elproduktionen fra solcellerne ikke nødvendigvis hænger sammen med den installerede
effekt. Dette skyldes hældningen på taget og skyggen fra træer eller lignende kan påvirke produktionen.
21
Antal husstande med solceller og deres effekt: http://www.energinet.dk/DA/El/Engrosmarked/Udtraek-af-markedsdata/Sider/Statistik.aspx
Side | 22
Derfor beregnes en gennemsnitsproduktion til et gennemsnitshus i Danmark. Dette gøres ud fra den totale
el produktion fra solceller i 2013, som var på 518 GWh22, og de private huses samlede effekt i forhold til
den totale effekt. Også her er det kun data til og med 2013, der bruges.
𝑃𝑟𝑖𝑣𝑎𝑡 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑒𝑡
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑘𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑒𝑡 =
𝑃𝑟𝑖𝑣𝑎𝑡 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑒𝑟𝑒𝑡 (𝑥)
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑒𝑟𝑒𝑡→
440,4
548=
𝑥
518→ 𝑥 =
518 ∗ 440,4
548= 413,3
413,3 𝐺𝑊ℎ
85590 𝐻𝑢𝑠𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑒= 0,00483
𝐺𝑊ℎ
𝐻𝑢𝑠𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑→ 4,83
𝑀𝑊ℎ
𝐻𝑢𝑠𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑
Dermed må de private husstande samlet have produceret 413,3 GWh og hver især gennemsnitligt 4,83
MWh. Hvis man sammenholder disse data med data fra figur 8 kan et nyt diagram baseret på de nye data
laves.
Diagrammet viser hvor meget der bliver produceret hver måned. Laver man tilsvarende et diagram over
forbruget pr. måned, baseret på data fra kilde 19 og figur 7, vil det se ud som nedenunder:
22
Samlet el produktion fra solceller: http://energinet.dk/DA/KLIMA-OG-MILJOE/Miljoerapportering/Termisk-produktion/Sider/Termisk-produktion.aspx
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec
Produceret KWh pr. Måned 97 242 386 580 725 628 676 580 435 290 145 97
0
100
200
300
400
500
600
700
800
kWh
Produceret kWh pr. måned
Figur 9 – Produceret kWh pr. måned
Side | 23
Og hvis man så sammenholder data for de to diagrammer, vil der opstå en difference mellem brugt og
produceret pr. måned. Dette er vist i diagrammet under:
Som diagrammet viser, producerer man i gennemsnit mere end man forbruger. I sommermånederne vil
solcellerne nemt kunne levere den krævede mængde strøm, og kan formentlig også, afhængig af
virkningsgrader, batterikapacitet og andet, forsyne huset om natten. Om vinteren derimod vil det være et
problem, da solcellerne ikke kan levere den krævede mængde strøm.
Et andet problem, er at den producerede og brugte effekt pr. time også varierer. Dette skyldes at mængden
af sol om sommeren er størst, og aftager så gradvist indtil vinter. Derudover er forbruget i et hjem
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec
Brugte kWh pr. måned 452 407 407 362 362 316 271 316 316 407 407 497
0
100
200
300
400
500
600
KW
h
Brugte kWh pr. måned
Figur 10 – Brugt kWh pr. måned
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Total
Produceret 97 242 386 580 725 628 676 580 435 290 145 97
Forbrug 452 407 407 362 362 316 271 316 316 407 407 497
Difference -355 -165 -20 218 363 312 405 263 118 -117 -262 -401 358
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
KW
h
Figur 11 – Brugt kontra produceret strøm.
Side | 24
formentlig også lavere om natten og fra 8-16, da folk ofte er på arbejde der. Og da der allerede er
indhentet data for hvor meget strøm der produceres og bruges pr måned, vil det også være interessant at
kunne dele denne effekt op i hvor meget effekt der produceres og bruges pr time. Dette er for at få et så
præcist overblik over hvornår en husstand kører på batterier, solceller eller nettet, hvilket vil give de sidste
nødvendige data for at kunne udregne eventuelle besparelser ved en batteribank. Derfor er der indhentet
data, som er samlet i kurvediagrammet nedenunder.
De tal der er brugt til figur 12, er indhentet fra http://www.vivaenergi.dk/Doegnrytme-420.aspx og
behandlet med egne tal fra tidligere grafer. Det vil sige, at de tidligere værdier blot blev lavet til procentvise
tal af dagens total eftersom kildens værdier var fra større anlæg end gennemsnittet. Dermed kunne der
bruges andre tal, hvormed kurven vil illustrere det ønskede gennemsnittet. Det kan så diskuteres hvorvidt
kilden er valid og har gjort arbejdet med opbygningen og indhentningen af data korrekt, men eftersom de
skriver at deres kurver også er baseret på gennemsnit fra flere anlæg og de har vedlagt forudsætningerne,
heriblandt anlægsspecifikationer som hældning på solceller, hvilket verdenshjørne de vender mod og så
videre, vurderedes kilden som valid og arbejdet korrekt.
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1/1
00
af
dag
en
s to
tal
Time
Maj, Jun, Jul
Apr, Aug
Sep, Mar
Feb, Okt
Nov, Dec, Jan
Forbrug
Figur 12 – Produktion og forbrug i 1/100 af dagens total
Figurens data er indhentet fra en side, der havde der egne tal. Dens data er delt op i 1/100 af en dags totalproduktion,
hvormed man får et indtryk af hvornår på dagen solcellen arbejder bedst i forhold til årstid og hvornår husstanden
bruger mest.
Side | 25
Databehandling:
I det følgende er alle data, indsamlet i ovenstående afsnit, brugt til at lave kurver over hver enkelt måned.
De ting der ændrer sig for hver måned er listet herunder:
- Strømforbrug, der varierer som vist i figur 10
- Produceret strøm, der varierer som vist i figur 9
- Brugt og produceret effekt pr. time, der varierer som vist i figur 12
Dertil var der en række parametre, der skulle tages hensyn til som er listet herunder:
- Batteribankens kapacitet
- Den samlede virkningsgrad
Disse værdier er så tastet ind i et excel ark, der er vedlagt som bilag 2. Det første der blev gjort, var at dele
forbruget og det producerede pr måned op i dage. Dataene brugt er fra figur 11.
Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec
Dage 31 28,25 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
Prod/dag 3,1 8,6 12,5 19,3 23,4 20,9 21,8 18,7 14,5 9,4 4,8 3,1
Forb/dag 14,6 14,4 13,1 12,1 11,7 10,5 8,7 10,2 10,5 13,1 13,6 16
Dernæst blev virkningsgraden for kWh lagret i batteriet og sendt ud igen udregnet. Grunden til inverteren
er i anden potens er fordi den både sender strøm på batteriet og efterfølgende ud på nettet igen.
𝜂𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝜂𝐵𝑎𝑡𝑡𝑒𝑟𝑖 ∗ 𝜂𝐼𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑟2 = 0,85 ∗ 0,952 = 0,767
For så vidt muligt at tage højde for ledningstab og for at lave et ”worst case” scenarie sættes
virkningsgraden til 70 %.
Derefter er de specifikke producerede og brugte kWh for hver time i januar regnet ud. Dette er gjort ved at
tage det procentvise fra figur 12 og ganget med det producerede pr dag som i januars tilfælde var 3,1 kWh
og 14,6 kWh pr. dag. Dermed kunne forskellen mellem de to findes, som var tallet, der afgjorde om der blev
ladet eller afladet på batteriet. Først når værdien blev negativ, var produktionen fra solcellerne større end
forbruget, hvormed der kunne lades på batteribanken. Værdien fra differencen blev så ganget med
virkningsgraden, hvormed det potentielle antal kWh kunne påskrives kolonnen med titlen ”Batteri Status”.
Værdien i denne kolonne havde desuden en maksimum værdi på 10,4 kWh, eftersom det var opgivet fra
producenten af batteribanken at dette var dens kapacitet. Det er desuden antaget at værdien i kolonnen er
den potentielle energi og ikke den aktuelt lagrede energi. Dette skyldes, at det vil være misvisende at
Side | 26
angive en højere kapacitet end den potentielle, idet alt over vil gå tabt og dermed har man reelt ikke det
viste antal kWh til rådighed. Bemærk desuden at feltet er den akkumulerede mængde kWh.
Såfremt værdien overskrider kapaciteten, vil strømmen naturligvis blive solgt til nettet til den aktuelle pris.
Modsat vil der blive købt strøm fra nettet, hvis der ikke er strøm nok i batteribanken og solcellerne ikke kan
forsyne nok.
Herunder er et eksempel på hvorledes værdierne for måneden februar vil se ud. I eksemplet er tallene
afrundede og går derfor i nogle tilfælde ikke op. Eksemplet er taget fra bilag 2.
Februar
Time Produceret Forbrug Difference Batteri af/op
Batteri Kapacitet Købt
1 0 0,35 0,35 0 0 0,35
2 0 0,35 0,35 0 0 0,35
3 0 0,35 0,35 0 0 0,35
4 0 0,35 0,35 0 0 0,35
5 0 0,35 0,35 0 0 0,35
6 0 0,50 0,50 0 0 0,50
7 0 0,71 0,71 0 0 0,71
8 0 0,65 0,65 0 0 0,65
9 0,27 0,50 0,23 0 0 0,23
10 0,60 0,45 -0,15 0,10 0,10 0
11 0,98 0,45 -0,53 0,37 0,47 0
12 1,26 0,45 -0,80 0,56 1,04 0
13 1,37 0,45 -0,91 0,64 1,68 0
14 1,32 0,45 -0,87 0,61 2,28 0
15 1,23 0,55 -0,68 0,48 2,76 0
16 0,98 0,71 -0,28 0,19 2,95 0
17 0,55 0,91 0,36 -0,36 2,59 0
18 0 1,01 1,01 -1,01 1,59 0
19 0 0,96 0,96 -0,96 0,63 0
20 0 0,96 0,96 -0,63 0 0,33
21 0 0,91 0,91 0 0 0,91
22 0 0,86 0,86 0 0 0,86
23 0 0,76 0,76 0 0 0,76
24 0 0,40 0,40 0 0 0,40
Side | 27
Tallene er blevet overført til figuren nedenunder:
Dette er gjort i samtlige måneder, for at få et mere præcist resultat. Resultaterne kan ses nedenfor:
Med batteribank
Købt pr. dag
Solgt pr. dag
Købt pr. måned
Solgt pr. måned
Januar 11,7 0,0 361,3 0,0
Februar 7,1 0,0 200,8 0,0
Marts 4,2 0,0 130,7 0,0
April 0,0 4,4 0,0 133,3
Maj 0,0 9,3 0,0 288,8
Juni 0,0 8,2 0,0 247,1
Juli 0,0 11,4 0,0 352,5
August 0,0 6,2 0,0 190,9
September 0,0 1,2 0,0 34,7
Oktober 5,3 0,0 165,8 0,0
November 9,4 0,0 282,7 0,0
December 13,1 0,0 404,6 0,0
Total
1545,9 1247,1
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kWh
Time
Februar
Forbrug
Produceret
Batteri Status
Købt
Figur 13 – Oversigt over februar
Figuren viser fint, hvordan batteribanken lades når der er et overskud af strøm og modsat aflades når solcellerne ikke
kan producere den ønskede effekt.
Side | 28
Resultatet skal holdes op imod, hvordan det ville have været uden batteribank. Til udregning af dette, er
excel arket fra tidligere brugt, hvor batteribanken blot er fjernet. Et uddrag fra arket ses herunder for igen
måneden februar:
Februar Time Produceret Forbrug Difference Købt Køb akk. Solgt
1 0 0,35 0,35 0,35 0,35 0
2 0 0,35 0,35 0,35 0,71 0
3 0 0,35 0,35 0,35 1,06 0
4 0 0,35 0,35 0,35 1,41 0
5 0 0,35 0,35 0,35 1,76 0
6 0 0,50 0,50 0,50 2,27 0
7 0 0,71 0,71 0,71 2,97 0
8 0 0,65 0,65 0,65 3,63 0
9 0,27 0,50 0,23 0,23 3,86 0
10 0,60 0,45 -0,15 0 3,86 0,15
11 0,98 0,45 -0,53 0 3,86 0,53
12 1,26 0,45 -0,80 0 3,86 0,80
13 1,37 0,45 -0,91 0 3,86 0,91
14 1,32 0,45 -0,87 0 3,86 0,87
15 1,23 0,55 -0,68 0 3,86 0,68
16 0,98 0,71 -0,28 0 3,86 0,28
17 0,55 0,91 0,36 0,36 4,22 0
18 0 1,01 1,01 1,01 5,23 0
19 0 0,96 0,96 0,96 6,18 0
20 0 0,96 0,96 0,96 7,14 0
21 0 0,91 0,91 0,91 8,05 0
22 0 0,86 0,86 0,86 8,90 0
23 0 0,76 0,76 0,76 9,66 0
24 0 0,40 0,40 0,40 10,06 0
Disse tal er også overført til et diagram som er vist herunder:
Side | 29
Igen er dette gjort for samtlige måneder, og resultaterne kan ses herunder:
Uden Batteribank
Købt pr dag
Solgt pr dag
Køb måned
Solgt måned
Januar 12,1 0,7 376,0 21,0
Februar 10,1 4,2 284,2 119,2
Marts 9,5 7,5 294,4 233,7
April 6,6 13,9 197,7 415,7
Maj 5,6 17,3 173,2 536,2
Juni 5,0 15,4 151,5 463,5
Juli 4,0 17,1 124,8 529,8
August 5,5 14,0 170,7 434,7
September 6,6 10,5 196,8 315,8
Oktober 9,0 5,2 279,6 162,6
November 11,0 2,3 331,1 69,1
December 13,4 0,5 415,4 15,4
Total
2995,4 3316,8
Til sidst gøres det op om det kan lade sig gøre økonomisk. Dette er gjort ved at regne ud fra de allerede
angivne priser.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kWh
Time
Februar
Forbrug
Produceret
Solgt
Købt
Figur 14 – Oversigt over februar uden batteribank
Figuren illustrerer fint, hvordan et typisk solcelleanlæg ser ud. Forskellen er desuden tydelig, hvor der allerede købes
fra nettet igen klokken 16, i forhold til klokken 19 når der er en batteribank etableret.
Side | 30
Resultat uden batteribank:
𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. å𝑟 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑘ø𝑏 ∗ 𝑝𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑘𝑊ℎ 𝑣. 𝑘ø𝑏 − 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙𝑠𝑜𝑙𝑔𝑡 ∗ 𝑝𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑘𝑊ℎ 𝑣. 𝑠𝑎𝑙𝑔
= 2995,4 ∗ 2 − 3316,8 ∗ 0,6 = 4001
Resultat med batteribank:
𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. å𝑟 = 1545,9 ∗ 2 − 1247,1 ∗ 0,6 = 2344
Delkonklusion:
Der er i denne del af rapporten blevet klarlagt hvorvidt det er rentabelt at etablere en batteribank ud fra
gennemsnitsværdier for en dansk husstand.
Dette er opnået ved at indhente data fra forskellige kilder, hvor de forskellige data blev indhentet, vurderet
enkeltvist og sammenholdt for at opnå et så præcist resultat som muligt. Det har dog i nogle tilfælde været
svært at indhente data, som var relevante, idet flere forespørgsler til blandt andre EnergiNet.dk ikke
svarede på flere henvendelser. Derfor er der nogen usikkerhed omkring resultatet, men ikke desto mindre
vurderes resultatet som forholdsvist sikkert, idet de indhentede data var objektive rå data, hvormed
subjektive meninger ikke fik indflydelse på resultatet.
Om hvorvidt det var rentabelt at etablere en batteribank, er det redegjort for at det ikke vil være det.
Prisforskellen på 1657 kr. mellem resultaterne for pris pr. år for og uden batteribank, er for lille til at det vil
være realistisk at tilbagebetale indkøbet af en batteribank. Dette skyldes at prisen for en batteribank er
45.000 kr. og dermed vil det tage lidt over 27 år at tilbagebetale. Dertil kommer så også at batterierne vil
kræve udskiftning løbende, hvilket blot gør det mere urealistisk. En anden ting er, at når man etablerer en
batteribank i en husstand, udnytter man den prisforskel, der er på indkøb og salg af strøm for private og der
er en stor usikkerhed omkring at priserne vil holde i fremtiden, da det både kan blive en billigere og dyrere
forretning.
Til sidst skal det nævnes at udregningerne også er lavet som en slags ”worst case”. Derfor er det muligt at
det i enkelte tilfælde godt kan være rentabelt, idet en mindre batteribank, højere strømpriser og bedre
virkningsgrader for batterier og inverter sammenlagt, måske kan gøre det rentabelt. Det vil kræve at kigge
specifikt på den enkelte situation at kunne afgøre dette.
Side | 31
Smartgrid i hjemmet:
Som det sås i ovenstående afsnit, var en del af problemet ved normale solceller, at forbruget om natten
ikke kunne suppleres med solcellerne. Derfor kunne et forslag til den løsning være at etablere en
batteribank, men eftersom det blev klargjort, at det formentlig ikke vil kunne betale sig, ville det være
interessant at kigge på hvad der vil ske, hvis man i stedet for at flytte forsyningen, flyttede forbruget, så det
ligger midt på dagen, hvor selvforsyningen fra solcellerne sker.
Dette vil kræve at relevante apparater er udstyret med automatik og intelligens. Apparater, der kan være
udstyret med intelligens kan for eksempel være cirkulationspumper, vaskemaskiner og tørretumblere,
frysere og køleskabe, varmeapparater og belysning.
Forudsat at dette er implementeret og det derved er muligt at styre ens hjem intelligent, er det så forsøgt
at redegøre for hvor meget, der kan spares ud fra en økonomisk betragtning.
Igen tages der udgangspunkt i samme tal som afsnittet ovenover, eftersom princippet går ud på at flytte
forbruget og at for eksempel vaskemaskiner skal køre under alle omstændigheder, men at tidspunktet blot
er midt på dagen, i stedet for. Der tages derfor ikke højde for at etablering af et intelligent hjem, vil
medføre en decideret besparelse af elforbruget. Dette er for at få et isoleret billede af hvad der vil ske,
såfremt forbruget blot flyttes.
De forbrugsapparater, der menes, der kan flyttes er listet herunder23:
Elapparat
Effekt i watt
Elforbrug pr. time
Benyttelsestid Årligt elforbrug i kWh
Gnms. forbrug pr. dag i kWh
Døgn
Uge År
Fryseskab ca. 165 ltr. ny 110 1,04/døgn 380 1,04
Køleskab u. boks ca. 200 ltr ny 82 0,52/døgn 189 0,52
Tørretumbler ny 3,4/gang 167 gange 568 1,56
Vaskemaskine ny i alt 236 0,65
Opvaskemaskine ny 1,5/gang 217 gange 326 0,89
Dermed bliver det gennemsnittelige forbrug for disse apparater pr. dag på 4,65 kWh. Det er selvfølgelig
ikke det hele af dette, som kan flyttes, og derfor vurderes det efter egen mening at 70 % af dette kan flyttes
til om dagen. Til grund for de 70 % er at disse apparater skal startes manuelt, hvilket gør at de kun kan
bruges, når folk er hjemme, hvilket de oftest ikke er midt på dagen. Dertil skal lægges at folk også bruger
23
Datagrundlag for forbrugsapparater, der kan flyttes: http://www.oestkraft.dk/energiraadgivning/aut-tarif.asp?page=Energir%E5dgivning
Side | 32
apparaterne i weekenden. Derudover kommer at tørretumbleren, vaskemaskinen og opvaskemaskinen alle
er apparater, som uden problem kan sættes til at køre når det er bedst, og at disse udgør 66 % af de
angivne apparaters forbrug. Modsat skal køleapparaterne hele tiden køre en smule, hvorved deres forbrug
også til dels vil ligge om natten.
Det skal nævnes, at i og med det er egen mening, gør at resultatet bliver subjektivt præget, hvorved
usikkerheden øges. Men eftersom det ikke var muligt at finde nogle kilder for denne vurdering, blev dette
den valgte løsning. Alternativt, kunne der være udsendt spørgeskemaer, der undersøgte folks
forbrugsvaner, og derved kunne give et mere nøjagtigt billede af hvor stor en del, der kan flyttes, men
allerbedst ville det have været at overvåge en række husstande, og på den måde bestemme hvornår de
forskellige apparater bliver brugt.
Det der er gjort er, at data fra tidligere afsnit er blevet ændret således, at 70 % af 4,65 kWh er blevet
fratrukket forbruget fra 16 til 8, og lagt over i forbruget mellem 8 og 16. De forskellige forbrugsmønstre er
illustreret i diagrammet nedenunder:
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kWh
Tidspunkt
Forbrugsmønstrer
Uden intelligent styring
Med intelligent styring
Figur 15 – Oversigt over forbrugsmønstrer med og uden intelligent styring
Figuren illustrerer, hvordan forbruget om natten er flyttet over til dagen.
Side | 33
Derpå blev samme tal og værdier fra tidligere afsnit igen brugt, og nedenunder vises ligeledes et eksempel
på måneden februar, når der er intelligent styring af de større elektriske apparater i et hjem.
Som det ses på figuren bruges der mere af den egenproducerede strøm. Det, der udnyttes er igen
prisforskellen på købt og solgt strøm, da man i det her tilfælde bruger mere af den egenproducerede strøm,
og derved køber mindre strøm om natten.
Også dette er lavet over samtlige måneder ud fra forudgående afsnit og resultaterne for de enkelte
måneder ser ud således:
Med smartgrid
Købt pr dag
Solgt pr dag
Køb måned
Solgt måned
Januar 11,5 0,0 355,0 0,0
Februar 7,6 1,7 214,3 49,3
Marts 6,3 4,3 194,1 133,5
April 4,2 11,5 126,1 344,1
Maj 3,4 15,1 105,6 468,6
Juni 3,1 13,5 92,3 404,3
Juli 2,4 15,5 75,3 480,3
August 3,5 12,0 107,7 371,7
September 4,3 8,3 130,4 249,4
Oktober 6,5 2,8 202,6 85,6
November 9,4 0,7 281,5 19,5
December 12,9 0,0 400,0 0,0
Total 2285,0 2606,4
Derpå laves samme regnestykke som før og prisen pr. år bliver derved:
0
0,5
1
1,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
kWh
Time
Februar
Forbrug
Produceret
Solgt
Købt
Figur 16 – Oversigt over februar med intelligent styring
Hvis figuren sammenholdes med figur 14, ses det tydeligt at der sælges betydeligt mindre til nettet.
Side | 34
𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. å𝑟 = 2285 ∗ 2 − 2606,4 ∗ 0,6 = 3006
Delkonklusion:
Ud fra den gældende vurdering om at 70 % af de tunge forbrugere, kunne flyttes til om dagen, når
solcellerne producerer, ser det ud til at besparelserne er forholdsvis høje i forhold til hvad der kræves for at
etablere en sådan ordning på så lille et plan, samt hvor højt forbruget var før. Dermed bliver gevinsten pr.
år ved den mindre integration af smartgrid i hjemmet på 995 kr., hvilket må siges at være meget, i forhold
hvor lidt det kræver, da man potentielt også blot kan ændre sine vaner.
Det skal så nævnes at dette kun er en mulighed ud fra de gældende priser på el, eftersom det igen er det
man udnytter. Så hvis prisen pr. kWh solgt var tilnærmelsesvis lige så høj som pr. købt kWh, vil idéen blive
mere uanvendelig.
Der er desuden heller ikke nogen besparelser i forhold til miljøet eftersom man blot flytter forbruget, og da
forbruget i forvejen er højt om dagen, på grund af virksomhedernes forbrug, leverer man ikke bæredygtig
energi til forbrugerne, på et tidspunkt hvor energiforespørgslen er høj og el værkerne derfor formentlig
bruger fossile brændsler, som fx kul og gas, som brændstof.
Side | 35
Problemstillinger i det stigende antal solceller:
Med det stigende antal solceller der etableres i Danmark, ville det være underligt, hvis ikke der medfulgte
nogen problemstillinger. El nettet i dag er bygget op omkring at forbrugerne er forbrugere og ikke
producenter af strøm, hvilket måske kan blive et problem, når man tænker på at nettet er dimensioneret
efter, de er forbrugere. Her tænkes der specifikt på at der fra nogle 10/0,4 kV transformerstationer, måske
vil være en smule overspænding, som ville kompensere for de spændingstab, der måtte være undervejs til
forbrugerne.
I afsnittet er det kun førstnævnte problem, som tages op. Det betyder, at der godt kan være flere
problemer end dette, men at de ikke bliver behandlet her.
Spændingsstigninger i nettet:
En 10/0,4 kV transformerstation er dimensioneret til, at der ved normal belastning er et spændingsfald på
10 volt over stikledningen ud til forbrugerne. Derved skulle transformeren have en spænding på 410 volt på
sekundær siden. Antager man, at alle forbrugerne tilsluttet transformeren har monteret solceller, vil
strømmen fra transformeren falde eftersom effekten tilført falder og dermed vil spændingsfaldet mindskes,
som det fremgår af formlen nedenunder24:
∆𝑈𝑛 = √3 ∗ (𝐼 ∗ 𝑅 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜑 + 𝐼 ∗ 𝑋 ∗ 𝑠𝑖𝑛𝜑)
∆𝑈𝑛 er netspændingsfaldet, I er strømmen, R og X er de resistive og reaktive modstande og 𝜑 er
faseforskydningen.
Bemærk, at formlen ovenover er den tilnærmelsesvise formel. Den tilnærmede beregning går ud på at
projicere �̅�𝑛1, som er spændingen målt på sekundærsiden af transformeren i dette tilfælde, ind på �̅�𝑛1, i
stedet for at dreje den ind. Derved opstår en lille fejl, som normalt er meget lille. Det er valgt at illustrere
den tilnærmelsesvise, eftersom det kun skal bevise, at der er et spændingsfald, og ikke beregne det
præcist.
Problemet som efterfølgende opstår, er, at spændingen formentlig vil stige ude ved forbrugerne til for
eksempel 410 eller 420 volt. Og med det problem kommer så en række andre problemer. En af dem er, at
en husstands forbrug, eller virksomheds for den sags skyld, vil stige. Formlen nedenfor er et bevis på dette:
𝑃 =𝑈𝑛
2
𝑅∗ √3 ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜑
24
Formel for spændingsfald: Bog: El-Tekniske Beregninger 5, 5.udgave, s. 135
Side | 36
Formlen er et sammendrag af Ohms lov og effektformlen, som det ses er spændingen angivet i 2. potens,
hvilket er ens betydende med, at selv små spændingsstigninger medfører forholdsvis store
effektændringer.
Dertil kommer de sikkerhedsmæssige perspektiver som for eksempel kortslutningsstrømme, hvor
kortslutningsstrømændringen bliver forholdsvis lige så stor som spændingsændringen. Sagt på en anden
måde, lyder en spændingsstigning på 10 volt ikke af meget, men set i forhold til at det kan medføre en
kortslutningsstrømændring på for eksempel 300 A, begynder det at lyde af meget. Dette kan medføre en
række problemer i forhold til dimensioneringen af installationerne, da for eksempel udstyr kan være
installeret korrekt, men lige på grænsen til ikke at være det, hvormed spændingsstigningen på måske 5-10
% kan være afgørende for, at det ikke længere er.
Spændingskvalitet:
Følgende afsnit tager udgangspunkt i Rekommandation 16 fra Dansk Energi, som er en anbefaling, der er
strengere eller svarer til de krav, som stilles i EN 50160, der vedrører spændingskvalitet i
lavspændingsnettet.
Ifølge den kan der være en række problemer med spændingskvaliteten i lavspændingsnettet, da man
kunne forestille sig, at der på en skyet dag i et område med mange solceller, vil kunne opleves hurtige
spændingsændringer. En hurtig spændingsændring vil sige, at spændingen i en kort periode afviger fra
effektivværdien. Dette kan man godt forestille sig sker, såfremt solcellerne konstant udsættes for skiftende
vejrforhold som større skyer, der bevæger sig ind foran en stor del af solcellerne for så dernæst at blive
skyfrit igen, hvilket kan forårsage en ustabil leveret effekt fra solcellerne. Ifølge Rekommandation 16, bør
disse hurtige spændingsændringer ikke overstige 5 % af den nominelle spænding, men må dog få gange
dagligt være på op til 10 %.
Desuden angives det at leveringsspændingen skal ligge på ± 10 % målt som et gennemsnit på 10 minutter,
hvilket godt kunne blive et problem, på en dag med gode betingelser for solcellerne. Såfremt en
spændingsstigning varer længere end 1 minut, vil det betyde en ændring i leveringsspændingens
effektivværdi.
Fordele:
Dertil kan det også tænkes, at der kan være nogle fordele. En mindre belastning af nettet, betyder et
mindre tab i nettet, da strømmen ikke længere løber gennem forsyningskablerne, men bliver produceret
ved stedet det bruges.
Side | 37
Derfor kan det også være en fordel, såfremt der tages højde for at forbruget i en transformerstation falder,
hvorved tabet i nettet falder uden at spændingen stiger.
Delkonklusion:
Der er formentlig flere problemer i den store øgning af solceller, og dette er kun et uddrag af dem.
Problemerne bør tages alvorlige, idet der stilles store krav til el nettet i især Danmark, netop for at undgå
uheld og ulykker.
For eksempel bør problemet da også kunne løses ved eventuelt at lave sekundærsiden på transformeren
om, så den har et variabelt vindingstal afhængigt af lasten.
Problemerne med spændingsstigninger og spændingskvalitet er ikke dokumenteret, men chancen for de er
til stede er reel.
Side | 38
Konklusion:
Der er i dette projekt opnået resultater omkring rentabiliteten for etableringen af en batteribank samt en
begrænset integrering af smartgrid i hjemmet. Dertil er nogle af de problemer, der er med det stigende
antal solceller også blevet belyst.
Det har vist sig uøkonomisk at etablere en batteribank, ud fra antagelsen om at det er til en gennemsnitlig
husstand, da besparelsen, der opnås ved dette, er for lille i forhold prisen for etableringen af et sådan
anlæg. Gevinsten om året blev fundet til 1657 kr., hvilket skal ses i forhold til prisen på 45.000 kr. for en
batteribank. Derved bliver tilbagebetalingstiden lidt over 27 år, og her er der ikke taget højde for
vedligehold af anlægget.
Det skal så ikke kunne siges, om det vil være økonomisk attraktivt, ved andre forudsætninger såsom for
eksempel højere indkøbspriser for el og bedre virkningsgrader for batteribanken. Et scenarie som dette,
kan dog med rapporten lettere anskueliggøres, idet metoderne brugt i rapporten let kan anvendes med
andre data.
Hvorvidt det var muligt at forbedre egetforbruget fra solceller med et intelligent hjem viste det sig at en
mindre integration af smartgrid i hjemmet, vil lave en besparelse, som er forholdsvis stor i forhold til hvor
lidt det vil kræve. Besparelsen på 995 kr. om året, for at flytte sit forbrug til om dagen, når solcellerne er
aktive, må også siges at være høje i forhold til besparelsen ved batteribanken.
Dette er i og for sig også klart, idet, det batteribanken forsynede om natten, er blevet flyttet til om dagen.
Tilbage står så et mindre forbrug, som kan bestå af routere, kølelementer, belysning og andet, som ikke kan
flyttes til om dagen. Derfor kan man overveje om etableringen af en batteribank med en noget mindre
kapacitet og dermed også mindre pris og vedligeholdelsesomkostninger, kan være rentabel.
I rapporten er forskellige problemstillinger omkring det stigende antal solceller i Danmark også til dels
blevet belyst, hvor det er fundet at der især kan være problemer med spændingsstigninger. Dette skyldes
10/0,4 kV transformerstationerne har en sekundær spænding, som typisk er lidt højere end 400 V, idet der
skal tages hensyn til spændingsfaldet over kablerne ud til forbrugerne.
Side | 39
Litteraturliste:
Bøger: Carsten Dahl Petersen
Elektroteknik 5 – Forsyningsnet og transformerstationer
5.udgave, 2012
Bogfondens Forlag A/S
ISBN: 87-7463-015-9
Niels Windel Kringelum & Carsten Dahl Petersen
Elektroteknik Bog 6 – El-tekniske Beregninger
5. udgave, 2011
Bogfondens Forlag A/S
ISBN: 978-87-7463-009-8
Dokumenter: DEFU
Rekommandation 16 – Spændingskvalitet i lavspændingsnet
4. udgave, August 2011
www.defu.dk
Links: Wikipedia, 2013 – Solenergi pr. land (Online)
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_by_country
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Wikipedia, 2014 – Solenergi i Danmark (Online)
http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power_in_Denmark#cite_note-epia-2014-17
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Alt Om Solceller, 2014 – Solceller af tyndfilm (Online)
http://www.altomsolceller.dk/teknologi/tyndfilm/
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Wikipedia, 2014 – Polymere celler (Online)
http://da.wikipedia.org/wiki/Polymer
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Ingeniøren, 2012 – Artikel om solcelletyper (Online)
http://ing.dk/infografik/her-er-solenergiens-fire-nogleteknologier-126001
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
GreenMatch, 2014 – Fotoelektrokemiske celler (Online)
http://www.solceller-pris.dk/blog/2014/05/her-er-3-generations-solceller-fotoelektrokemiske-og-
polymere-solceller#
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Side | 40
Molecular Expressions™, 2014 – Solcellens virkemåde (Online)
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/solarcell/
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Ingeniøren, 2010 – Blog omhandlende solceller og skygger (Online)
http://ing.dk/blog/solceller-og-skygge-meget-mindre-solstroem-110233
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Sargosis Solar & Electric, 2014 – Hvordan skygger påvirker solceller (Online)
http://sargosis.com/articles/science/how-shade-affects-a-solar-array/
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
How Stuff Works, 2009 – Inverterens virkemåde (Online)
http://electronics.howstuffworks.com/gadgets/automotive/dc-ac-power-inverter2.htm
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Batteribyen, 2010 – Batterityper (Online)
http://www.batteribyen.dk/batterityper-og-teknologier
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Progressive Dynamics, Inc., 2014 – Blybatteriets virkemåde (Online)
http://www.progressivedyn.com/battery_basics.html
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Solar-Facts, 2011 – Batteri virkningsgrad (Online)
http://www.solar-facts.com/batteries/battery-charging.php
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Danmarks Vindmølleforening, 2014 – Vindmøllekapacitet i Danmark (Online)
http://www.dkvind.dk/html/nogletal/pdf/udbygningen_aug14.pdf
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Wholesale Solar, 2014 – Priser på batteribanker (Online)
http://www.wholesalesolar.com/battery-banks.html
Sidst besøgt 4/12 – 2014
Energinet.dk, 2014 – Normer for nettilslutning af el-producerende anlæg (Online)
http://www.energinet.dk/DA/El/Solceller-og-andre-VE-anlaeg/Erhverv/Sider/Tekniske-krav.aspx
Sidst besøgt: 4/12- 2014
Elpristavlen, 2014 – Priser på el (Online)
https://www.elpristavlen.dk/
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
EnergiTjenesten, 2014 – Salgspriser for el (Online)
http://www.energitjenesten.dk/nye-afregningspriser-pa-solcelle-el-leveret-til-nettet.html
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Side | 41
Dong Energy, 2014 – Elforbrug i hus (Online)
http://www.dongenergy.dk/privat/energitips/tjekditforbrug/gennemsnitsforbrug/Pages/elforbrugihus.aspx
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Solcelletips.dk, 2012 – Produktion fra solcelle pr. måned (Online)
http://solcelletips.dk/solcelleproduktion-afhaenger-af-vejret/
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Energinet.dk, 2014 – Statistik og udtræk for VE anlæg (Online)
http://www.energinet.dk/DA/El/Engrosmarked/Udtraek-af-markedsdata/Sider/Statistik.aspx (Se
dokumentet på siden kaldet samlet solcellegraf)
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Energinet.dk, 2014 – Samlet elproduktion fra solceller (Online)
http://energinet.dk/DA/KLIMA-OG-MILJOE/Miljoerapportering/Termisk-produktion/Sider/Termisk-
produktion.aspx
Sidst besøgt: 4/12 – 2014
Østkraft Net A/S, 2013 – Oversigt over elapparater i hjemmet (Online)
http://www.oestkraft.dk/energiraadgivning/aut-tarif.asp?page=Energir%E5dgivning
Sidst besøgt: 4/12- 2014
Figurer: Figur 1 – Elektronernes bevægelse i grænsefladen......................................................................................... 12
Kilde: www.science.howstuffworks.com/solar-cell
Figur 2 – Solcellens opbygning og virkemåde ................................................................................................. 13
Kilde: http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/solarcell/
Figur 3 – Eksempel på solcelleanlæg ............................................................................................................... 13
Kilde: http://www.teknologisk.dk/ydelser/solceller/35302
Figur 4 – Eksempler på sinuskurver ................................................................................................................. 14
Kilde: http://www.vivaenergi.dk/Ren_sinuskurve-425.aspx
Figur 5 – Typisk blybatteri ............................................................................................................................... 16
Kilde: http://www.progressivedyn.com/battery_basics.html
Figur 6 – Batteribank fra Vi-Ka Teknik ............................................................................................................. 18
Kilde: http://www.vi-kateknik.dk/batteribank/
Figur 7 – Sæsonsvingninger i elforbrug ........................................................................................................... 20
Kilde:
http://www.dongenergy.dk/privat/energitips/tjekditforbrug/gennemsnitsforbrug/Pages/elforbrugihus.aspx
Figur 8 – Solcelleproduktion i % af hele året. .................................................................................................. 20
Side | 42
Kilde: http://solcelletips.dk/solcelleproduktion-afhaenger-af-vejret/
Figur 9 – Produceret kWh pr. måned .............................................................................................................. 22
Kilde: Eget arkiv
Figur 10 – Brugt kWh pr. måned ..................................................................................................................... 23
Kilde: Eget arkiv
Figur 11 – Brugt kontra produceret strøm. ..................................................................................................... 23
Kilde: Eget arkiv
Figur 12 – Produktion og forbrug i 1/100 af dagens total ............................................................................... 24
Kilde: Eget arkiv
Figur 13 – Oversigt over februar...................................................................................................................... 27
Kilde: Eget arkiv
Figur 14 – Oversigt over februar uden batteribank ......................................................................................... 29
Kilde: Eget arkiv
Figur 15 – Oversigt over forbrugsmønstrer med og uden intelligent styring ................................................. 32
Kilde: Eget arkiv
Figur 16 – Oversigt over februar med intelligent styring ................................................................................ 33
Kilde: Eget arkiv
