Økonomien ved å utnytte batteriet i elbiler til å regulere kraftetterspørselen i norske husholdninger
Master thesis
![Thumbnail](/nmbu-xmlui/bitstream/handle/11250/221559/Ruud_Tor-H%c3%a5kon_Masteroppgave_2014.pdf.jpg?sequence=4&isAllowed=y)
View/ Open
Date
2014-09-25Metadata
Show full item recordCollections
- Master's theses (INA) [593]
Abstract
Masteroppgaven omhandler hvordan batterikapasiteten i elbiler kan brukes til å regulere kraftetterspørselen i norske husholdninger i et økonomisk perspektiv. Problemstillingen tar i hovedsak for seg hvordan virkningen blir på kraftkostnadene og hvordan endringen blir i effekt. Metoden var å utvikle flere modeller med ulike datasett og variabler på timenivå. Modellene ble optimert med mål om å redusere husholdningens kraftkostnader gjennom et helt år.
I oppgaven er det delt opp i tre ulike ladenivåer. Ved nivå 0 lades bilen når den kommer hjem til husholdningen, mens elbilen i nivå 1 selv velger lading i timer med lavest kostnader. I nivå 2, som er mest avansert, har elbilen i tillegg mulighet til å sende kraft fra elbil-batteriet og tilbake til kraftnettet (vehicle-to-grid). Elbilene Tesla Model S og Nissan LEAF ble brukt som referanser. Med dagens kraftpriser og nettleie inkludert, ble resultatet med Tesla Model S en redusert årskostnad på 185 kr ved å gå fra nivå 0 til nivå 2-lading. Det tilsvarte en årlig reduksjon av kraftkostnaden på 0,9 %. Reduksjonen kom hovedsakelig ved endringen mellom nivå 0 og nivå 1-lading hvor reduksjonen alene tilsvarte 172 kr. Kostnadsreduksjonen for nivå 2-lading kontra nivå 1 lading, kom fra timer hvor kraftprisen var relativ høy og elbilbatteriet forsynte husholdningen med elektrisitet. Batteriet kunne deretter lades i lavkosttimer. Med dagens nettleie inkludert i modellen, var det aldri lønnsomt for elbilen å sende kraft ut på nettet. I referansemodellen med Tesla Model S, hvor nettleien ikke var inkludert, førte det til at elbilen sendte kraft fra elbilbatteriet og ut til kraftnettet. Fra nivå 0 til nivå 2 var besparelsen 6,6 %, tilsvarende 718 kr. For Nissan LEAF var tilsvarende reduksjonen på 2,1 % eller 224 kr. Forskjellen mellom elbilene ved å bruke nivå 2, var hovedsakelig grunnet ulik batterikapasitet. Lønnsomheten representerer det øvre nivået av hva som var mulig å oppnå i referanseårene, ettersom modellen er deterministisk. Resultatet viste en marginal privatøkonomisk lønnsomhet, og konklusjonen blir derfor at det er lite aktuelt med nivå 2-lading i Norge, ut ifra dagens forutsetninger.
Ved å se på effekten, var reduksjonen større. Selv om det privatøkonomisk ikke var spesielt lønnsomt med nivå 2-lading, kan det være lønnsomt for samfunnet. I modelleringen med Tesla Model S der nettleien var inkludert, viste resultatet en gjennomsnittlig reduksjon på 0,95 kW i timer med relativ høy kraftpris. For timen med størst reduksjon utgjorde reduksjonen 8,9 kW. I timene med lave kraftkostnader ble elbilbatteriet ladet med høy effekt, hovedsakelig om natten. Implementering av effektavgift i modellen førte til en jevnere ladeeffekt gjennom døgnet. Timer med relativt høye kraftpriser, fikk en høyere effekt enn tidligere. Det var ofte om ettermiddagen, da lasten i kraftnettet kan være høy. Elbilens ladeeffekt ble i tillegg begrenset om natten, når det er god kapasitet i kraftnettet.