Satser du grønt med solceller og batteripakke kan du gjøre bygget til en brannbombe

Solceller, solfangere, biobrensler og elbilbatteri som nødstrøm kan gi selvforsyning av energi. Men det kan også gå veldig galt.

Regelverket er ikke på plass, og heller ikke sentrale komponenter i det elektriske anlegget er tilpasset den nye virkeligheten. Et tredje element er manglende erfaring og kompetanse hos dem som prosjekterer, hos leverandørene og ikke minst hos dem med driftsansvar.

Det er noen av erfaringene Statsbygg har gjort på pilotanlegget på Evenstad i Østerdalen, som tilhører Høgskolen i Innlandet. Derfor vil Statsbygg nå opprette et nasjonalt forum for opplæring og forskning knyttet til nye grønne energikilder. Det er gitt navnet Mikroforum, mer om det lenger ned i artikkelen.

Nødstrøm fra bilen

I samarbeid med Nissan har skolen toveis elbil-lader. Da kan bilen brukes som batteribank i en kritisk situasjon, eller levere strøm når forbruket topper seg. Driftsleder Marius Kolby sier at han ofte ikke vil trenge mer enn 2 kW fra bilen over en kort periode.

Avinor har vist interesse for dette, blant annet fordi store parkeringsanlegg med mange biler egner seg best.

Selv om det har vært skrevet mye om toveis lading, er det ennå et stort blankt ark.

For å i det hele tatt kunne ta det i bruk, måtte Statsbygg få tillatelse fra toppledelsen i Nissan. Det krevde ingen endringer på bilen, men det var usikkerhet rundt hvordan det påvirker batteriet og garantien. Nissan valgte å bli med, men har satt krav til at det maksimalt kan gå 10 kW begge veier og batteriet må ligge i spennet 20 – 80 prosent oppladet.

– Her finnes ingen standarder, det er en rekke proprietære systemer som byr på store utfordringer, sier Ola Johansson fra firmaene Sivilingeniør Carl Christian Strømberg AS og Solcellespesialisten. Johansson har spilt en sentral roller i utviklingen på Evenstad.

Sikringer som ikke løser ut

Toveis lading kan, på linje med annen ny energiteknologi, også være en sikkerhetsrisiko. Mange vern løser bare ut dersom strømmen går den ene veien, slik det alltid har vært. Derfor må dette kontrolleres før man tar i bruk toveis lading.

I et anlegg med 400 volt skal nøytrallederen være koplet til sikringen. Men for utstyr som generer strøm må nøytrallederen gå uavbrutt, utenom sikringen.

– Det vil nok gå år før regelverket blir oppdatert for å håndtere dette. En vanlig ingeniør vil ofte ikke våge å legge nøytrallederen utenom sikring, selv om det er både lovlig og forsvarlig. Nye problemstillinger fordrer at ingeniører i større grad må være i stand til å vurdere løsninger selvstendig, sier Johansson.

Det som fort kan bli alt annet enn forsvarlig, er at bruk av batterier i bygg kan føre til at sikringene ikke løser ut ved kortslutning.

For en 16A kurs skal sikringen løse ut ved 160 ampere. I et vanlig bygg er kortslutningsstrømmen ofte mellom 300 og 700 ampere. Dermed vil sikringen løse ut og sikkerheten er ivaretatt. For batteristrøm er situasjonen en helt annen.

– Kortslutningsstrømmen er ikke mer enn 10 prosent høyere enn maksimal driftsstrøm. I nesten alle tilfeller vil kortslutningsstrømmen være for lav til å løse ut sikringen, sier Johansson.

Strøm fra «alle kanter»

Han presiserer at denne brannfaren kun oppstår når bygget utelukkende driftes av batteristrøm. Johansson sier det heller ikke finnes gode og godt kjente metoder for å beregne eller måle kortslutningsstrøm der et bygg driftes med batteristrøm.

– Måleutstyret er laget for vanlig nettstrøm. Vi kan måle batteristrøm, men vi vet ikke om resultatene vi får er akseptable, sier Johansson.

Erfaringene fra Evenstad viser også at det er behov for nye reguleringer. I et anlegg der strømmen kommer fra «alle kanter» kommer man fort i en situasjon der hovedsikringen ikke kutter strømmen på alle kurser, fordi deler av anlegget får strøm fra lokale strømkilder. Dette er en uvant problemstilling for montører.

– Det betyr at vi trenger en merking av kurser som er strømførende selv når hovedsikringen er av. Vi valgte oransje, rett og slett fordi fargen var «ledig», altså lite i bruk, men dermed er slik merking også vanskelig og dyrt å få tak i.

Ni måneder venting - fem minutters jobb

Skolen har blant annet en CHP, combined heat and power, levert av finske Volter.

Den varmer opp flis til 1000°C. Da frigjøres metangass som driver en dieselmotor som igjen driver en generator. Anlegget er dimensjonert for å levere alt skolen trenger av strøm og varme om vinteren. I starten kom de ikke i nærheten, nå har de passert 90 prosent.

Proprietære systemer har vist seg som en stor utfordring. Når produkter fra forskjellige produsenter koples sammen i et system, kan det fort skje at ingen av dem virker. Johansson måtte inn og gjøre en enkel endring i CHP’en. Det krevde ni måneders samtaler med Volter.

– Først da Statsbygg truet med å avslutte samarbeidet fikk jeg tilgang, og løste problemet på fem minutter. For å unngå slike situasjoner er det viktig at store aktører som Statsbygg går foran, de har tyngde til å stille krav til leverandørene.

Skal lære montører og ingeniører om mikronett

Eksemplene som er trukket frem er kun noen av de utfordringene anlegget på Evenstad har støtt på. Johansson sier de fleste er enkle å løse, men fortsatt mangler erfaring med denne type anlegg.

Derfor har han, sammen med Statsbygg tatt initiativet til å danne Mikroforum, et forum for brukere, leverandører og forskere. Neflo og Pixii er også med, og Sintef skal ha vist intereesse.

Mikroforum skal blant annet bidra med utdanning og etterutdanning av montører, ingeniører og sivilingeniører knyttet til mikronett og anlegg som er selvforsynte med energi.

– Å sørge for at kritisk personell er i stand til å designe og montere hensiktsmessige anlegg med denne nye energiteknologien, er avgjørende for utbredelsen av denne teknologien. En suksess på dette feltet er også viktig for å sette Norge i en lederposisjon i det globale markedet, sier Johansson.

Skal hjelpe til med innkjøp, montering og drift

– Mikronett kommer, ingen tvil. Men om vi fortsetter å pøse på med ny banebrytende teknologi uten å se sammenhengene, kommer driftspersonellet til å blø i hjel. Ikke bare de, men også forskere er sulteforet på data fra slike anlegg.

Innlandet fylkeskommune har gitt 250.000 kroner til et forprosjekt, som skal være avsluttet i mars 2022. Målet er blant annet å få til en rekke mindre FoU-prosjekter rettet mot drift. Johansson håper på 10 – 15 forskjellige grensesprengende mikroanlegg.

Mikroforum skal også bidra til å utvikle beste praksis og veiledere som letter innkjøp, montering og drift.