Fredrikstad Energinett har kjørt et prøve­prosjekt med avanserte måle- og styringssystemer (AMS) på Hvaler. Testen viser at forbrukerne har klart å redusere forbruket med 20 prosent, dermed kan AMS bli et verktøy som kommer forbrukerne til gode. Men det krever en innsats fra automatiseringsbranjen. (Bilde: Odin Media)
Skissen viser hvordan it-konsernet Tieto ser for seg den kommende evolusjonen – eller revolusjonen - i det nordiske energimarkedet. Det åpner muligheter for leverandører av automatiseringsutstyr. (Bilde: ILLUSTRASJON: Tieto / Simen Håkonsen)

Fra mareritt til fruktfat

Kraftnettselskapene er alvorlig bekymret for kaoset som kan oppstå når stadig flere forbrukere vil ha effektslukende utstyr og solceller på taket. Automatiseringsindustrien må på banen for å bidra med løsninger.

Forskningsprosjekter

Empower er et treårig prosjekt med oppstart i mars 2015. Det finansieres av EUs store rammeprogram for forskning, Horisont2020, med til sammen 50 millioner kroner. NCE Smart Energy Markets har med seg partnere fra fem europeiske land. NCE Smart-bedriftene Schneider Electric, Fredrikstad EnergiNett og eSmart Systems er med som partnere fra Norge. Også spanske Universitat Politècnica de Catalunya, sveitsiske Universität St. Gallen, tyske NewEn Projects GmbH og maltesiske Malta Intelligent Energy Management Agency er med. Markedsdesignet vil bli utarbeidet og testet i tre demonstrasjonsområder i Norge, Tyskland og Malta. I Norge er Hvaler kommune testlokasjon. Norge står for 80 prosent av søknaden målt i arbeid og i EU-tilskudd.

Cossmic skal prøve ut teknologien i to nabolag med både solceller og smart husholdningsutstyr, i italienske Caserta, nord for Napoli, og i Konstanz ved Bodensjøen sør i Tyskland. Sintef IKT er koordinator, med partnere fra Norge, Tyskland, Italia og Nederland. Prosjektet startet i oktober 2013 og varer til mars 2016. Prosjektet delfinansieres fra EUs sjuende rammeprogram med rundt 3,3 millioner euro. Det totale budsjettet er på ca. 4,3 millioner euro (ca. 35 millioner kroner).

Kraftettselskapenes mareritt kan med ett bli deres fruktfat.

– Det forutsetter at flere fra automatiseringsindustrien melder seg på for å bidra­ til å utvikle smarte nett og et smartere kraftmarked, sier professor Bernt Bremdal ved Høyskolen i Narvik.

Marerittet kan komme når mange norske husstander plutselig har elbiler som skal lades om natta, samtidig som kona og ungene forventer varm dusj om morgenen og nystekte rundstykker til frokost. På taket har de installert et rimelig solcelleanlegg som sender kaskader av uforutsigbare kilowattimer inn på nettet når sola steiker om formiddagen og ingen er hjemme for å bruke all solenergien. Dette, som i går var netteiernes skremmende, men halvveis urealistiske fremtidsmareritt, er i dag plutselig blitt et reellt problem.

Nå jobber forskere og nettselskaper for å utvikle løsninger som kan snu dette problemet til deres fordel. Om de får strømkundene til å agere etter markedssignalene, kan plutselig forbrukerfleksibilitet bli et fruktfat av muligheter for både kunder og leverandører. Utfordringen er at uhyre få strømkunder har kunnskap eller engasjement nok til å utnytte mulighetene som ligger i å lade elbilen eller slå av og på varmtvannet på gunstige tidspunkter, eller om de skal bruke solenergien straks den produseres, lagre den lokalt eller sende den ut på kraftnettet.

Gevinsten for strømkundene ligger i lavere strømregning og nettleie. Gevinsten for nettselskapene ligger i et mer effektivt nett og reduksjon av nødvendige nettinvesteringer. Gevinsten for kraftselgerne ligger i at de kan selge når prisen for effekt er størst, når og dersom effektprising blir innført. Men for å få til dette, må forbrukeratferden automatiseres.

Les om: Hybridsystem gir økt energiutbytte

Automatisert mikromarked

Dette er kjernen i flere europeiske prosjekter, der noen ledes av norske forskningsmiljøer. Næringsklyngen NCE Smart Halden leder et nyetablert prosjekt kalt Empower, der hensikten er å skape automatiserte mikrokraftmarkeder. Et overordnet system skal sørge for at effektkrevende forbruk og solenergiproduksjon kan styres automatisk etter enkle algoritmer som baserer seg på oversiktlige kontrakter. Din solenergiproduksjon kan for eksempel enten sendes ut på nettet, lade naboens elbil eller lagres lokalt, alt etter hva behov og prisbilde tilsier.

– Dette vil flytte markedsmakt nedover i verdikjeden, mot forbrukerne og de nye prosumentene, sier professor Bernt Bremdal. Han er prosjektleder og forskningskoordinator ved NCE Smart Energy Markets i Halden. «Prosumenter» er det nye begrepet for strømforbrukere som også produserer elektrisitet.

– Da må flere fra automatiseringsindustrien melde seg på. Vi har noen svært dyktige og innovative, men små aktører som bidrar blant annet inn i vårt prosjekt. I Europa har industrigiganten Siemens engasjert seg på det tyske energimarkedet, der små kraftprodusenter i form av sol- og vindenergi vokser og er blitt en betydelig faktor. Men det er fremdeles mye upløyd mark når det gjelder å optimalisere både lokalt forbruk og produksjon.

Skissen viser hvordan it-konsernet Tieto ser for seg den kommende evolusjonen – eller revolusjonen - i det nordiske energimarkedet. Det åpner muligheter for leverandører av automatiseringsutstyr. ILLUSTRASJON: Tieto / Simen Håkonsen

Mikro-SCADA

Sintef leder Cossmic, et annet stort EU-prosjekt som skal utvikle et «mikro-scada-system» som skal rede grunnen for at man i fremtiden skal kunne samkjøre kraftforbruket både i de enkelte bygningene, men også i hele nabolag.

– En viktig, teknologisk utfordring i prosjektet er å utvikle en god opti­maliseringsalgoritme uten å kreve en sentral autoritet for nabolaget, sier senior­forsker Svein Olav Hallsteinsen hos Sintef Ikt.

– Vi ønsker at det skal være enkelt å etablere Cossmic i nabolaget. En annen utfordring er sikkerhet. Programvaren i de forskjellige enhetene skal kommunisere trådløst med en kontrollenhet i huset, og hus i nabolaget skal kommunisere via internettet. Samtidig må vi opprettholde en datasikkerhet som gjør det umulig å hacke systemet og dermed få adgang til sensitive data eller mulighet for sabotasje.

Styringen av strømbruken vil skje automatisk basert på regler satt opp av beboerne eller eierne av bygningene. Systemet vil sørge for at for eksempel ikke alle elbilene står til lading samtidig, men heller lades i sekvens. Det samme gjelder varme- og kjøleanlegg (varmtvanns­beredere, vannbåren varme, frysere og kjølerom) og vaske- og oppvaskmaskiner. Solcelleanlegg skal på sin side kunne lagre overskuddsenergien i nye, smarte varme- og kjøleanlegg.

Mangler effekttariff

Et motiv med prosjektet er «peak-­shaving», å jevne ut toppbelastningen i et nabolag. Mye av teknologien som skal bidra til dette finnes allerede. Det finnes frysere og vannvarmere som kan kommunisere med solcelleanlegg, slik at solcelleanlegget kan lagre overskudds­energien i enten en senket temperatur i fryseren til for eksempel minus 25 grader celsius (det normale er minus 18 grader celsius) eller i en øket temperatur på en varmtvannsbereder fra 60 til 90 grader celsius. På samme måte kan vask av klær og oppvask sekvenseres, det er ikke alltid nødvendig å ta hele vaskeprogrammet i ett.