I detta inlägg i bloggen kommer vi fördjupa oss kring hur ett batteri kan användas. Det finns många olika applikationsområden och tillämpningar för batterier. Vi kommer längre fram i bloggen gå in på olika batterikemier och hur man väljer rätt kemi och sammansättning till sin applikation. Men efter detta inlägg kommer vi ha belyst de många applikationsområdena som finns för batterier, det är garanterat fler än du tror!

Hur kan ett batteri användas?

Beroende på tillämpning kan man välja rätt batterityp och rätt styrning på sitt batterisystem till en given tillämpning. Olika batterier kan ladda i och ur olika snabbt, andra har en större kapacitet och andra har speciella cyklingsegenskaper. Generellt sett kan man dock se olika batteriapplikationer till deras effekt och energibehov. Ibland krävs mycket effekt och lite energi, ibland mycket av båda. Beroende på tillämpning sätts ett lämpligt system ihop för att motsvara användningsområdet.

Flytta solenergi i tid

Den mest ”klassiska” användningen av ett batteri är att ladda i det när man har ett överskott av solel från mitt på dagen till att solen går ner och man kan exempelvis använda sin sparade solel till kvällens matlagning. Detta ställer vanligtvis inga enorma krav på batterisystemet då det vanligtvis arbetar vid ca. 0,3-0,5 C. Dvs relativt långsam i- och urladdning sett till batterikapacitet. För att man på svenska breddgrader skall kunna ta tillvara på all solel som producerats på taket krävs stor batterikapacitet, både på grund utav de stora solcellsanläggningarna som byggs men också då produktionskurvan och konsumtionskurvan för en fastighet inte korrelerar över dygnet eller över årstiderna.

Kapa effekttoppar

Som bloggen beskrev i inlägg 10, så kan ett batteri användas för att hålla effektuttaget från elnätet nere. Detta innebär att batteriet ligger i stand-by-läge tills ett tröskelvärde slås i, då det börjar batteriet tillgodose den nivån av effekt utöver vad elnätet levererar. På så sätt kan man hålla nere sin säkringsstorlek och/eller effektuttag (om man har effektabonnemang). Denna applikation kräver kraftigare i och urladdning samt ett batteri som reagerar tillräckligt snabbt. Detta för att inte säkringen skall lösa ut innan batteriet hinner mata ut effekt. En liknelse hur detta fungerar är om du sitter och kör bil samtidigt som du har på dig VR-glasögon samt har en kamera riktad framåt. Om dina VR-glasögon visar vägen med för stor fördröjning kommer du vid en skarp kurva inte hinna reagera i tid och åka av vägen. Precis på samma sätt blir det med ett batteri som är för långsamt, effekten ut från batteriet motsvarar inte behovet och det tvingar en för hög ström från elnätet vilket får huvudsäkringen att lösa ut!

Undvika nätuppgarderingar

Idag är det inte tillåtet för svenska elnätsägare att installera egna batterier (då dessa ses som produktionskapacitet). Det är dock möjligt att senarelägga eller undvika nätuppgraderingar i elnätet med hjälp av batterier. Istället för att då en elnätskabel är överbelastad bygga ut elnätet med att dra ny kabel, kan ett batteri gå in och tillgodose den extra effekt som erfordras. Detta skulle kunna möjliggöra att miljontals kronor nya kopparkablar undviks och batterier installeras istället. Det skulle både kunna avhjälpa kapacitetsbrist snabbare men också i vissa fall vara en betydligt mer kostnadseffektiv lösning. Speciellt sett till beredningskostnader och markarbeten som krävs vid byggandet av nytt elnät!

Back-up

I årtionden har en av de vanligaste applikationerna för batterier varit i nödelsapplikationer eller vid backup. Om elnätet faller (som Bloggen skrev om i inlägg 9) så kan en batterianläggning driva laster trots att det är strömavbrott. I vissa fall är det en nödvändighet, så som vid ett sjukhus eller mobinätsapplikationer. Men det kan också vara befogat i andra fall, exempelvis en matvarubutik skulle få extrema kostnader om strömmen var borta i mer än 2-3 timmar då matvaror blir dåliga. Fabriker tappar inte bara produktivitet utan får enorma kostnader i inkomstbortfall. För den vanliga privatpersonen kan ett mindre hybridsystem vara det som gör att husets bekvämligheter fungerar trots en fullskalig storm utanför husknuten.

Elnätsstöd

Runt om i världen byggs det stora batterianläggningar som används för att stabilisera elnät. Dessa byggs både som fristående anläggningar men också i närhet till sol- eller vindkraftsparker. Förutom att fungera som styrbara enheter som kan ladda i ladda ur så utför batterisystemen också tjänster till elnätet, detta är exempelvis spänningshållning, frekvensstyrning och andra tjänster. Detta är en ny typ av system i elnätet då man utnyttjar batteriets otroliga responsförmåga och reaktionshastighet och kan på en tidskala om millisekunder påverka elnätet

De stora batteriparkerna i världen fungerar som stötdämpare i elnätet. Batterisystemen balanserar tillgång och efterfrågan på elmarknaden. I Sverige har vi än inte sett dessa stora batterisystem än, främst på grund av den stora andel vattenkraft som finns i vårt nordiska elnät. Utomlands däremot har sol- och vindkraftsparker i kombination med batterilagringssystem konkurrerat ut fossil kraft så som kol- och oljekraftverk.

Figur 1. Illustation av tillgång och efterfrågan. Bild ÖBO.

Slutsatser

Batteriernas användningsområden är många! Tillsammans med smart styrning och uppkopplad teknik så som artificiell intelligens i kombination med framtidens kommunikation så som 5G-nät kan nya tillämpningar och nyttor uppnås.

När batterier används som substitut för traditionella investeringar i infrastruktur uppnås andra nyttor än när batterisystemet bara optimerar inom fastighetens gränser. Framtidens batterisystem är uppkopplat, både för övervakning men också för att kunna erbjuda tjänster till elnätet.

I framtiden kommer vi se mer lokal energidelning mellan fastigheter och smart styrning av batterier. Framtidens batteri kan erbjuda flera tjänster inom samma system. Detta bidrar till olika intäktsströmmar till sin ägare och ett än mer kostnadseffektivt elsystem för alla aktörer på en samhällsnivå!