Analyse av påverknaden sesonglagring av solenergi har på elektrisitetsnettet i eit avgrensa område

Abstract

In a society where the need of electricity is ever- increasing, it is necessary to take measure if the future capacity of the power grid is to be sufficient. Today the problems are noticeable in the distribution network. The grid companies meet challenges to cover the worst peaks during tricky situations, like extremely cold days. The purpose for this thesis is to look at how seasonal storage of solar energy will affect the capacity of the power grid in a limited area. The intension is to find out whether storage of thermal energy can help to reduce some of the pressure on the capacity in the distribution grid. This thesis looks at the city hall, the school and the gym at Skjærhalden in Hvaler. To solve the problem, the following subjects was highlighted: - Current situation of electricity consumption. - Which thermal loads that draws power from the power grid and which of them who potentially could be replaced by seasonal storage of thermal energy. - How much of the power balance that potentially could be saved. The thermal loads that draws power from the grid, are space heating and heating of tap water. If one can cover the need for space heating 30 – 55 % of the load on the power grid can be released. If one can cover the need for water heating as well, 35 – 65 % of the load can be released. Even though the solar radiation is at the highest during the summer, one will be able to use the energy which has been stored during the winter. To be able to supply the need for heating of these three buildings, it is required to build a plant consisting of between 117 and 217 boreholes, BTES, borehole thermal energy storage and an area of solar collector of between 808 and 1501 m2, depending on the recovery rate from the bedrock. The net present value shows that that it will be cheaper to investing in the plant, rather than keep heating the buildings with electricity. Additionally, the grid companies will save money because of the reduced need for upgrading and expanding of the power grid.

I eit samfunn med stadig aukande behov for elektrisitet, ser ein at det må utførast tiltak dersom kapasiteten i elektrisitetsnettet skal vere tilstrekkeleg i framtida. Distribusjonsnettet har allereie i dag utfordringar med å dekke dei verste toppane under vanskelege situasjonar. Problema merkast særs godt på ekstremt kalde dagar. Problemstillinga for oppgåva er å sjå på korleis sesonglagring av solenergi vil påverke kapasiteten i elektrisitetsnettet i eit avgrensa område. Difor er det valt å sjå på Skjærhalden i Hvaler kommune. Målet er å finne ut om lagring av termisk energi kan bidra til å redusere presset på kapasiteten i distribusjonsnettet. Oppgåva tar føre seg rådhuset, skulebygget og gymsalen. For å kunne finne svar på problemstillinga er følgande punkt belyst: - Dagens situasjon for elektrisitetsforbruk. - Kva termiske lastar det er som trekker effekt frå elektrisitetsnettet og kva som potensielt kan erstattast med sesonglagring av solenergi. - Kva som kan sparast av effektbalansen på nettet. Dei termiske lastane som trekk effekt frå elektrisitetsnettet er romoppvarming og oppvarming av tappevann. Klarar ein å dekke behovet for romoppvarming vil ein kunne minke effektbelastninga med 30 % – 55 %, og dersom ein i tillegg får dekt oppvarming av tappevatn vil ein kunne minke belastninga med 35 % – 65 %. Sjølv om solinnstrålinga er størst om sommaren, vil ein kunne nytte den lagra solvarmen også gjennom vinterhalvåret. Dersom ein skal kunne dekke oppvarmingsbehovet for dei tre bygningane er det naudsynt med ein brønnpark på mellom 117 og 217 brønnar og solfangarareal på mellom 808 og 1501 m2, alt etter kor god gjenvinningsgraden i parken er. Ut frå noverdiberekning ser ein at det vil kunne lønne seg å investere i eit slik anlegg framfor å bruke elektrisitet til oppvarming. Dessutan vil også nettselskapa kunne spare pengar som følgje av at behovet for utbygging og opprusting av elektrisitetsnettet vert mindre.