Sesonglagring av kraftoverskudd i termisk borehullslager

Abstract

Denne masteroppgaven skal undersøke om det er en god løsning eller ikke, å benytte en elektrisk kjel i sammenheng med termisk sesonglagring av kraftoverskudd og lave priser, i Narvik by. Sesonglageret skal lagre varme for å dekke totalt oppvarmingsbehov til et nabolag bestående av 35 boliger. Resultatene tilsier at nødvendig varmemengde for lagringsvolumet vil bli omtrent 850 MWh/år.

Det har blitt utført kostnadsestimater for hva en gjennomsnittlig boligeier i nabolaget må betale for to alternativ til oppsett av elektrisk kjel. Basert på kostnadsestimatene viser det seg at alternativ 1 ikke vil være økonomisk lønnsomt for forbrukerne, da det vil øke de totale strømkostnadene med 2 200 kr/år sammenlignet med direkte bruk av elektrisitet. Alternativ 2 fremstår derimot som en lønnsom løsning, da det potensielt kan redusere strømkostnadene med 3 100 kr/år. Kostnadsforskjellene ser ut til å skyldes MVA fritaket for husholdninger i NO4, og kostnader forbundet med varmetap fra lageret.

Det konkluderes med at kombinasjonen av sesonglager og elektrisk kjel kan tilby fleksibilitet, og at systemet har potensiale for å frigjøre nettkapasitet i vintermånedene, ved å lagre kraftoverskuddet som oppstår under snøsmeltingen i vår- og sommermånedene. Elektrisk kjel egner seg som utkoblbar last, og kan bidra til stabilitet for kraftsystemet. Dette kan potensielt gi redusert nettleie etter avtale med TSO.

Kombinasjonen av elektrisk kjel og sesonglager har også sine ulemper. Den største ulempen er økningen i elektrisitetsforbruket som oppstår på grunn av varmetap fra lageret. Det økte forbruket gir en motsatt effekt av det som er ønskelig, med tanke på lastforflytning, nettkapasitet og nettap.

This master's thesis aims to investigate whether it is a feasible solution or not, to utilize an electric boiler in conjunction with a thermal seasonal storage of surplus power and low prices in the city of Narvik. The seasonal storage is intended to cover the total heating demand for a neighborhood consisting of 35 homes. The results suggest that the required heat energy for the storage volume will be approximately 850 MWh/year.

Cost estimates have been performed to assess what average homeowners in the neighborhood would need to pay, for two alternative setups of the electric boiler. Based on the cost estimates, it appears that alternative 1 would not be economically viable for consumers, as it would increase the total electricity costs by 2 200 NOK/year compared to direct electricity usage. However, alternative 2 appears to be a profitable solution, potentially reducing electricity costs by 3 100 NOK/year. The differences in costs seem to be due to the VAT exemption for households in NO4 and costs associated with heat losses from the storage.

In conclusion, the combination of seasonal storage and an electric boiler can offer flexibility, with the potential to release grid capacity in the winter months by storing surplus electricity generated during snow melting in the spring and summer months. The electric boiler is suitable as a controllable load and can contribute to system stability. This could potentially lead to reduced grid fees through agreements with the TSO.

However, the combination of an electric boiler and seasonal storage also has its drawbacks. The main disadvantage is the increase in electricity consumption resulting from heat loss from the storage. The increased consumption has the opposite effect of what is desired in terms of load shifting, grid capacity, and grid losses.