Det har blivit dags för ett ämne som ligger Senergias teknikteam och tillika författare till Teknikbloggen varmt om hjärtat, att äntligen behandla ämnet likströmsnät. Det här inlägget kommer gå igenom varför det är fördelaktigt, vad man skall tänka på samt lite tips och trix hur man projekterar ett likströmsnät.

Innan vi fördjupar oss allt för mycket i tekniska ting kan det vara bra att reda ut, vad är ett likströmsnät? Vi känner till vårt vanliga elnät som drivs av växelström, så varför skall vi då helt plötsligt gå över till likström?

För det första så är ett likströmsnät ett elnät där man skickar likström mellan olika punkter. Eftersom fler och fler prylar så som datorer och mobiltelefoner drivs på likström samt att solel, batterilagring och elbilar blir allt vanligare är det ett naturligt steg att använda likströmmen så mycket det går, utan att omvandla den till växelström och på så sätt undvika omvandlingsförluster. Likströmmen har också den fysiska beskaffenhet att den flödar från hög spänning till låg spänning, vilket gör att man kan styra vart man vill att den skall flöda. Dessutom försvinner en del av problematiken kring reaktiv effekt och skineffekt, men det lämnar vi till våra läsare att utforska på egen hand. Exempelvis HÄR och HÄR.

Figur 1. Likströmsnät mellan 3 fastigheter. Nätet inkluderar både produktion (solel) och konsumtion (elbilsladdare DC).

Nätkoncession

Koncession betyder medgivande eller mer specifikt ”tillstånd att bedriva viss verksamhet”. När man pratar om koncession inom ramen för elnät pratar man om vem som har rätt att driva och förvalta elnät. I vanliga fall görs detta av elnätsägare så som Vattenfall, Eon, Ellevio med flera. Dessa har lokala monopol där det endast finns en aktör som har just nätkoncession. Det finns en rad undantag för nätkoncession som går under specifik lagstiftning kallad IKN eller icke koncessionspliktiga nät. Dessa har gjort det väldigt svårtolkat för fastighetsägare att veta om man får koppla ihop sina fastigheter med interna likströmsnät eller om man bryter mot lagen. Man har ibland befunnit sig i en gråzon då vissa tolkningar redan går att göra vilket talar för att likströmsnät mellan byggnader (under vissa förutsättningar) är godkända. Exempelvis §22a Ett internt nät som förbinder två eller flera elektriska anläggningar för produktion, vilka utgör en funktionell enhet, får byggas och användas utan nätkoncession. Förordning (2008:897).

Förändringar och framtid

Under sommaren 2019 lämnade Nätkoncessionsutredningen sitt betänkande ”Moderna tillståndsprocesser för elnät” (SOU 2019:30) till Regeringen. På EU-nivå finns dessutom EU-kommissionens energimarknadsdirektiv där man under artikel 28 skriver att medlemsländerna skall anpassa lagstiftningen för att tillåta lokala energigemenskaper (local energy communities).

I och med de många olika bud som finns, samt att det är förtydliganden och förändringar på gång så kan man som fastighetsägare idag förbereda för framtiden, det finns mängder med installationer där allt är förberett för likströmsnät, men man har inte vridit om likströmsbrytaren än. Dvs man har förberett allt för att snabbt vara redo när ellagen ändras. På grund utav det än mer hårt belastade elnätet kan den nya reglerna bidra till snabbare beslut och bättre möjlighet till styrning av effekt med hjälp av likströmsnät, kanske redan till första januari 2021!

Varför likströmsnät?

Hålla solelen kvar i fastigheterna

En studie från WSP konstaterar att i byggnader som sammanbinds med likströmsnät så exporteras mindre solel ut ifrån likströmsnätet, egenanvändningen ökar samt överproduktionen minskar. Den stora vinsten för fastighetsägaren är att solel produceras lokalt och används lokalt. En totalt större solcellsanläggning delas mellan fler elanvändare. Detta leder till att man inte behöver betala överföringsavgift och energiskatt på överförd el, men också till att det yttre nätet inte används och belastas. Det finns alltså både tekniska och ekonomiska vinster av att koppla ihop byggnaderna!

Figur 2. Byggnader med och utan likströmsnät. En jämförelse av WSP.

Figur 3. Statistik från jämförelse med och utan likströmsnät 32 procentenheter högre egenanvändningsgrad. 7 procentenheter högre
självförsörjningsgrad, överproduktion minskas med 75%

Gemensamma laster och produktionskällor

Eftersom samtliga anslutningspunkter är anslutna till likströmsnätet kan resurser i likströmsnätet delas. Detta är exempelvis batterilager, solcellsanläggningar och elbilsladdare

Gemensamma batterier

Batterilager är idag en dyr produkt där om man haft individuella anläggningar, hade det krävts ett batteri i varje fastighet. Med ett likströmsnät blir batteriet en gemensam resurs och kan både laddas och och laddas ut när effekt behövs och laddas med tillgänglig solel. Det blir en billigare installation totalt, samt att fastigheten med bäst möjlighet för installation väljs, kanske där det finns bäst fysisk plats.

Gemensam solel på bästa taken

Solceller kan installeras på de bästa taken, exempelvis i en bostadsrättsförening med 3 hus, där ett av husen har norrtak så kan fortfarande solelen delas mellan fastigheterna. I andra lägen möjliggör likströmsnätet att man bygger en större anläggning på en byggnad eftersom behov finns totalt i likströmsnätet (men kanske inte om byggnaden var en egen anläggning). Likströmsnätet möjliggör därför maximalt utbyggd solel, på de bästa taken, med största nyttan till samtliga fastigheter i likströmsnätet!

Laddning av elbilar

Likströmsladdning

Om likströmsnätet förses med el likströmsladdare för elbilar som tar effekt från likströmsnätet och sedan laddar direkt in i elbilen med likström kan snabb och effektiv laddning uppnås. Möjligheter finns att prioritera solel in i laddande fordon i likströmsnätet.

Framtida möjlighet med teknikerna Vehicle to grid (V2) och Vehicle to Home (V2H)

Växelsströmsladdning

När många laddare skall anslutas kan vanliga växeltrömsladdare också användas med fördel i likströmsnätet. Om laddarna koordineras och styrs med OCCP-protokollet och kommunicerar mot Ferroamps APIer kan effektiv laddning uppnås. Då kommer man kunna styra mot den tillgängliga effekten i anslutningspunkten, som kan hämta extra effekt från likströmsnätets produktionskällor eller batterier. Men också från andra matningars effekt kan hämtas in elbilsladdarna. Fördelen med ett sammankopplat system som styr dynamiskt är att inga statiska begränsningar orsakar flaskhalsar. Exempel på detta är laddning med Ctek E-mobilitys laddstolpe Chargestorm Connected.

Höga effektuttag

En vanlig fastighets effektuttag begränsas av den fysiska serviskabeln som är installerad och ibland också av den huvudsäkring som sitter i fastigheten. När ett likspänningsnät finns att tillgå kan effekt tas ut från samtliga anslutningspunkter som är kopplade till likspänningsnätet. Det möjliggör ex att samtliga fastigheter kan hjälpa till att mata gemensam elbilsladdning. Det kommer också finnas möjlighet för fastigheterna att hålla nere effektuttaget gemensamt. Exempelvis kan 3 fastigheter med 63, 63 och 80A med största sannolikhet säkra ned till 63, 63 & 63A. Det leder inte bara till lägre fasta kostnader, utan också ett bättre utnyttjande av det yttre växelströmsnätet.

Kända exempel

Som det nämndes tidigare i inlägget finns det idag redan ett 30-tal likströmsnät (och fler är på gång). Många av dom som redan är byggda och driftsatta är på områden som undantas nätkoncession eller där nätägaren givit sitt godkännande. Vi kommer nedan lista två stycken exempel, beskriva hur de är designade och vad de bidrar med för nyttor för ägaren av likströmsnätet.

Uppsala

Ett av de mer kända likströmsnäten ligger på Uppsala Universitets campus, där Vasakronan hade 3st befintliga solcellsanläggningar men konverterade dessa till Ferroamp och förband dem med ett likströmsnät. Egenkonsumtionen nästan 100% och ingen solel lämnar dessa fastigheter. Likströmsnätet har sedan kompletterats i det nord östra hörnet med ytterligare 40kW, på ett tak man annars skulle byggt max 15kW. Planer finns på att utöka likströmsnätet till fler byggnader på campus, vilket kommer bidra till mer lokalproducerad solel men också bättre effektrstyrning till det redan hårt belastade elnätet i Uppsala, som är ett av de hårdast ansträngda i landet!

Figur 4. Likströmsnät på Uppsala Universitets campus.

Östersund

I Östersund har bostadsbolaget Östersundshem byggt ett likströmsnät för ett nyproducerat trygghetsboende för 65-plussare. Det är 3st fastighetskroppar, som inte alls är lämpade för solenergi, som man har kopplat ihop samt byggt en gemensam solcellsanläggning på carportarna som tillhör fastigheterna. I varje fastighet sitter Ferroamps Energihubbar som fungerar som bryggor mellan likström och växelström och ansluter fastigheterna mot likströmsnätet. Till likströmsnätet finns dessutom ett gemensamt batterilager. Egenanvändningen, tack vare likströmsnätet, är på ca 80%. Det gör att den totala återbetalningstiden för hela projektet blir återbetald på 6-7 år. Projektet hade inte varit möjligt om inte nätägaren Jämtkraft gett sitt godkännande då likströmsnätet är koncessionspliktigt. Men tack vare ett nära samarbete mellan aktörer ser man detta som ett innovationsprojekt där man kunde genomföra projektet i förtid, i väntan på att koncessionsplikten för sådana här projekt skall avskaffas.