Älvsystem med lokal energiproduktion : En studie för att undersöka samspelet mellan elbehov, solceller, batterilagring och vattenkraft i mindre lokala elnät

Sammanfattning: Samhällets beroende av fossila bränslen leder till en varmare atmosfär och högre havsnivåer. För att bromsa utvecklingen måste utsläppen minska. En lösning är att implementera förnybara elproduktionsanläggningar och energilagring i större utsträckning. Då Sveriges vattenkraftsutbyggnad har stannat av de senaste 30 åren behövs en implementering av andra förnybara metoder, i kombination med den redan utbyggda vattenkraften, för att förse framtidens elbehov. För arbetet ligger fyra olika orter med redan installerade vattenkraftverk i fokus, nämligen Fredriksberg, Hällefors, Grythyttan och Sävenfors. Syftet med arbetet är att se hur man kan integrera solcellsanläggningar med och utan batterienergilagring i redan installerade vattenkraftsystem för energiproduktion i mindre lokala elnät. Målet med arbetet är indelat i två olika delmål. Det första målet är att få fram hur stora solcellsanläggningar som är implementerbara i mindre orter utifrån ett ekonomiskt perspektiv, det vill säga hur stor kapacitet som är möjligt att installera samtidigt som anläggningen är ekonomiskt lönsam. Det andra delmålet är att få fram hur stor del av orternas egna elbehov som kan täckas med vattenkraft, solceller och med eller utan batterilagring. En modell för systemet byggdes i Simulink, där vattenkraften antogs producera kontinuerligt över året vid vissa tider på dygnet. En känslighetsanalys gjordes på solcellsanläggningarnas ekonomiska lönsamhet vid olika framtidsscenarier gällande elprisutveckling i Sverige fram till år 2050. Resultat från simuleringar visar på att orterna får olika hög grad ekonomisk lönsamhet vid olika mängd installerad kapacitet solceller. Generellt ger ett högre elbehov och ett lägre förhållande mellan producerad el från vattenkraft och elbehov ekonomisk möjlighet att installera större solcellsanläggningar. Gällande de olika framtidsscenarierna finns det vissa scenarier som kan förlänga solcellsanläggningarnas återbetalningstid. Ett scenario, med stor implementering av småskalig förnybar energi i Sverige, medför att mindre kapacitet solceller bör installeras för att garantera ekonomisk säkerhet för investeringen. Batterilagring bidrar till ett ökat försett behov då det finns ett överskott på producerad el från solcellerna. Andelen egenförsett behov ökar dock mer på orter där vattenkraften är mindre dominerande. Det kan bero på att det finns fler tillfällen då det kan förse ett elbehov på orten, vilket vattenkraften annars tagit över i andra orter. En viktig grundpelare till att batterilagringen inte resulterar i en ekonomisk förlust är multifunktionen att förse eget behov och vara kopplad till en stödtjänst. Stödtjänsten är en uppreglering av nätets frekvensvariation vilket behöver prioriteras över stora delar av dygnet. Över de tre olika orterna resulterade förhållandet installerad MWp solceller genom MWh batterier på cirka 3.