Varmepumper med tre faser kan styrke elnettet
Konkrete målinger hos Bornholms Energi & Forsyning og Trefor El-net viser, hvordan elnetselskaber kan forebygge ubalancer, hvis kunderne har trefaset udstyr med smart styring.
Foto: Dansk Energi
Projektet ’Netselskabets udfordringer på grund af varmepumper’ er både meget videnskabeligt og uhyre lavpraktisk. Forskerne har gennemført komplicerede beregninger for mulige ubalancer i elnettet og kombineret resultaterne med data fra to varmepumper hos familier i Tejn på Bornholm, en varmepumpe hos en familie hos Trefor El-net og en varmepumpe i laboratoriet på Aalborg Universitet.
- Vi har for eksempel målinger inde fra husene i Tejn og fra Bornholms Energi & Forsynings 0,4 kV-net og 0,4/10 kV-transformerstation. Data viser, at en bedre styring af blot to varmepumper kan give et fald i strøm-ubalancen i ampere på op til 38 procent ude i transformerstationen, fortæller civilingeniør, ph.d. Philip Douglass fra Dansk Energi.
Hardware og software
Udgangspunktet for projektet er, at der i disse år sker en enorm forskydning fra et elsystem med central elproduktion til et system med lokale vindmøller, solceller, batterier, elbiler og varmepumper. Elsystemet bliver vendt på hovedet, og det giver distributionsnettet nye udfordringer – eksempelvis i forhold til spændingskvalitet og harmoniske forvrængninger som følge af stadig mere effektelektronik ude hos kunderne.
- Ændringerne kan løses ved at forstærke distributionsnettet eller styre varmepumper, batterier og andet udstyr. Desværre er meget af udstyret ikke bygget til at kunne blive styret, påpeger Philip Douglass.
Med projektet har Aalborg Universitet udviklet en prototype på en frekvensomformer til fremtidens varmepumper, der ifølge krav i Bygningsreglementet skal kunne dække stort set hele behovet for varme og varmt vand uden brug af en elpatron.
Den nyudviklede frekvensomformer er udstyret med en styringsalgoritme, der måler spænding på alle tre faser og trækker mere strøm fra de faser, der har forholdsvis høj spænding. Dermed har varmepumperne i forsøget haft mulighed for at kompensere for ubalance, der opstår andre steder i det lokale elnet.
- Varmepumperne kan trække intelligent på faserne, konstaterer Philip Douglass.
Økonomiske implikationer
F&U-projektet giver nyttig viden og inspiration til dialog både med myndigheder om krav til fremtidige produkter og til fabrikanter om indbygning af konkrete løsninger. Inden projektet bliver afsluttet, vil Dansk Energis analyseafdeling komme med bud på hvilke økonomiske implikationer, resultaterne kan have.
- Vores test viser, at det kan lade sig gøre at udvikle mere smarte varmepumper ved at tilføre hardware i form af en aktiv ensretter, der kan styres af algoritmer, der løbende fodres med data fra elnettet. I dag kan varmepumper skabe problemer i elnettet, men de kan altså også være med til at løse problemer ved at flytte rundt på effekten mellem de tre faser. Teknisk kan det lade sig gøre – spørgsmålet er, om der er økonomi i det, siger Philip Douglass.
Erfaringerne fra varmepumperne kan også bruges på andet udstyr, hvis det er koblet på elnettet med tre faser. Det gælder for eksempel hybridanlæg med solceller/batterier, opladningsudstyr til elbiler og industrianlæg.
- Med projektet har vi fået en omfattende teoretisk og praktisk viden, der kan bruges til alt trefaset effektelektronik, fastslår Philip Douglass.
F&U-projektet ’Netselskabets udfordringer på grund af varmepumper’ slutter i løbet af de næste måneder. Resultaterne lever videre i andre F&U-projekter – eksempelvis EcoGrid 2.0, hvor ca. 1.000 bornholmske familier med varmepumper og elradiatorer skal være med til at teste fleksibelt elforbrug og markedsmodeller.
- Det er oplagt at koble viden fra de to projekter sammen, siger projektleder Kim Koch-Hansen fra Bornholms Energi & Forsyning, hvis rolle i projektet bl.a. har været at finde villige kunder, opsætte udstyr og overvåge målerne.
