Traditionellt sett har övriga energiresurser anpassats efter vindkraften för att säkerställa elnätets stabilitet, men ny forskning ifrågasätter detta koncept och visar att styrning av den aktiva uteffekten från vindkraftverk kan hjälpa till att göra elnätet mer tillförlitligt.
Det amerikanska energidepartementets National Renewable Energy Laboratory (NREL) har tillsammans med Electric Power Research Institute och University of Colorado genomfört en omfattande studie, som undersöker hur vindkraften kan underlätta för elnätet. Studien visar att det genom att anpassa den aktiva effekten, det vill säga medelvärdet av växelströmseffekten, som slussas ut på elnätet från vindkraftverk är möjligt att öka elnätets tillförlitlighet. Studien visar dessutom att styrning av den aktiva effekten även kan vara ekonomiskt fördelaktigt och att den resulterande risken för skadliga belastningar på vindkraftverk är försumbar.
– Både statliga elbolag och oberoende elnätsföretag söker efter strategier för att på ett bättre sätt integrera vindkraft och annan variabel elproduktion i sina elnät. Få har övervägt att använda vindkraft för att stötta elnätets tillförlitlighet, säger Erik Ela vid NREL.
Brett perspektiv
Vindkraft är ett av de snabbast växande energislagen på marknaden och står i många delar av världen för upp till 20 procent av den totala energiproduktionen. I vissa delar av USA står vindkraft ibland till och med för mer än hälften av energiproduktionen.
Eftersom vindkraft är en variabel resurs med osäker tillgång är det emellertid en utmaning att integrera en stor andel vindkraft i ett elnät.
Den amerikanska studien fån NREL, som till exempel visar att styrning av aktiv effekt från vindkraftverk kan hjälpa till att balansera tillgång och efterfrågan, använde sig bland annat av olika simulerade elnät och aktiv effektstyrning fälttestades även på vindkraftverk vid NREL:s National Wind Technology Center (NWTC).
- Även om många av styrstrategierna har visat sig vara tekniskt genomförbara och används på många håll i världen har bara ett begränsat antal vindkraftverk i USA för närvarande aktiv effektstyrning. Anledningen är att alla intressenter, som elnätsföretag, tillverkare, tillsynsmyndigheter och kraftvärksägarna, har olika målsättningar och perspektiv. Den här rapporten täcker många olika aspekter av ämnet för att ta hänsyn till de skilda synvinklar som finns inom vindkraftsindustrin, förklarar Ela.
Uppmuntrande resultat
De former av aktiv effektstyrning som undersöks i NREL:s studie är styrning av syntetisk tröghet, primär frekvensstyrning och automatisk genereringsstyrning.
Oavsett vilken metod som används kräver emellertid aktiv effektstyrning av vindkraft tre saker. För det första måste elnätets tillförlitlighet förbättras och inte försämras. För det andra måste det vara ekonomiskt gångbart för både vindkraftverken och konsumenterna och eftersom styrningen kan medföra extra kostnader och minska mängden el som säljs krävs därför incitament. För det tredje bör den aktiva effektstyrningen inte påverka belastningen på vindkraftverken negativt eller orsaka skador som förkortar vindkraftverkens livslängd.
Studien tog en närmare titt på dessa faktorer både ur olika tidsperspektiv och med hänsyn till allt ifrån enskilda komponenter i vindkraftverken till hela geografiska regioner.
– Studiens viktigaste resultat är att vindkraft kan fungera lika bra eller bättre än konventionell elproduktion när aktiv effektstyrning används, säger Ela.
