Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Batterier som reservkraft i lågspänningsnät med solceller
University West, Department of Engineering Science, Division of Industrial Engineering and Management, Electrical- and Mechanical Engineering.
University West, Department of Engineering Science, Division of Industrial Engineering and Management, Electrical- and Mechanical Engineering.
2021 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Batteries as backup power in low voltage substation with solar cells (English)
Abstract [sv]

Examensarbetet är skrivit som en fallstudie där syftet är att säkerställa Trollhättan Energi AB:s kunder får en avbrottsfri elleverans under ö-drift samt att företaget kan minska utsläppen av fossilbränslen från en dieselgenerator under ö-drift. Den nya strategin utförs genom att ersätta dieselgeneratorer som används för ö-drift med laddningsbara batterier.

Ett problem uppstår idag när Trollhättan Energi AB använder en dieselgenerator som reservkraft i en nätstation där det finns solceller i området som producerar en högre effekt än områdets effektkonsumtion. En sådan överskottseffekt orsakar problem om området ska drivas i en ö-drift då effekten inte kan ta vägen någonstans och som resultat fås ett avbrott på grund av att bakeffektskyddet på dieselgeneratorn löser ut. Ett sätt att lösa denna situation är att använda sig av batterier i ö-nätet som både kan laddas i och laddas ur. 

För att klara alla möjliga driftsituationer skulle batterikapaciteten behöva vara relativt stor. För att minska behovet av större batterikapacitet, begränsas dock i studien tidsintervallen till när ö-drift ska köras med användning av enbart batteri till mellan soluppgång och solnedgång. Utanför detta tidsintervall antas en vanlig generator med miljöbränsle HVO 100 användas parallellt och därför undersöktes två olika batterikapaciteter som är 245 kWh respektive 490 kWh.

Metoden är att hitta en laddningsnivå för batterier som anpassar till olika årstider. Eftersom effektförbrukning inte är densamma i juni som i februari är batteriets laddningsnivå olika för de olika månaderna. Resultatet visar att med batterikapacitet 245 kWh måste Trollhättan Energi AB kontakta solcellsägaren under en ö-drift och be denne stänga av elproduktionen för att undvika avbrott. Batterikapaciteten 490 kWh klarar ö-drift inom alla studerade tidsintervaller. 

Att köpa och underhålla ett 490 kWh batteri kostar utslaget på 15 år ungefär 400 kSEK/år. Det är dyrt och inte lönsamt för att idag lösa problemet med bakeffekt. I framtiden, om batteripriset sänks och antalet solcellsanläggningar ökar, kan det dock bli lönsammare. Det absolut enklaste och billigaste sätt idag är att beordra ägarna av solcellsanläggningar att stänga av produktionen samt därefter köra med dieselgenerator som idag. 

I Trollhättan ökar antalet solcellsanläggningar och detta gör att det kan bli ett större problem för Trollhättan Energi AB i framtiden. I framtiden om många kunder installerar solceller och ett spontant avbrott inträffar blir det svårare att kontakta alla kunder.

Abstract [en]

This bachelor’s thesis is written as a case study where the intended purpose is to reduce emissions of fossil fuels from a diesel generator and to ensure that Trollhättan Energi AB's customers receive an uninterrupted electricity supply during island operation. This is done by replacing diesel generators with chargeable batteries. 

The identified problem occurs when Trollhättan Energi AB uses a diesel generator in a substation where solar cells are also connected, and the solar cells produce more power thanthe costumers consume. This surplus power from solar cells will result in a disconnection of the diesel generator due to reverse power protection.

The battery capacity would need to be relatively large to cope with all the possible scenarios. For the use of battery only, the study limits the time intervals between sunrise and sunset to reduce the need for larger battery capacity. However, outside this time interval, an ordinary generator with environmental fuel HVO 100 is assumed to be used in parallel and therefore two different battery capacities were examined. Capacity for the batteries are 245 kWh and 490 kWh, respectively.

The method is to find a charging level for the batteries that can adapt to different seasons. Since the power consumption is not the same in June as in February, the battery charging level is different for the different months. The results of the study show that with a battery capacity of 245 kWh, Trollhättan Energi AB must contact the solar cell owner during island operation to avoid interruptions. The battery capacity 490 kWh can handle island operation at all time intervals for the risk of back power throughout the year without having to contact the solar cell owner.

Buying a 490 kWh battery costs approximately 400 kSEK / year over 15 years. It is expensive and not profitable to solve the problem with the reverse power. In the future, however, if the battery price is lowered and the number of solar cell systems increases, it may become more profitable. The easiest and cheapest solution today is to order the owners of the solar cell systems to switch of the power production and then use a diesel generator, as today. In Trollhättan, the number of solar cell installations is increasing, and this means that in the future it might be a more significant problem for Trollhättan Energi AB. If several customers install solar cells and a spontaneous interruption occurs, it will be more challenging to contact and organize a solar cell switch-off with all costumers. Therefore, buying a battery might be a solution in the future.

Place, publisher, year, edition, pages
2021. , p. 53
Keywords [sv]
Elleveranser, driftsäkerhet
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hv:diva-17493Local ID: EXE511OAI: oai:DiVA.org:hv-17493DiVA, id: diva2:1598018
Subject / course
Electrotechnology
Educational program
Elektroingenjör - Elkraft
Supervisors
Examiners
Available from: 2021-10-01 Created: 2021-09-28 Last updated: 2021-10-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1952 kB)456 downloads
File information
File name FULLTEXT02.pdfFile size 1952 kBChecksum SHA-512
675f86c6738928c3e1ae161caa0477c8934a9620513573f134fb43978dd7ed9c04647f520f8c025f53294f36a3181d16b9d20ff3acfbc15b3a332cb1df5a9b43
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Division of Industrial Engineering and Management, Electrical- and Mechanical Engineering
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 457 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 436 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf