Integrering av vindenergi i elnätet

En av de vanligaste missförstånden i den offentliga diskussionen om att integrera vindenergi i elnätverket är att den behandlas isolerat. En elsystem är i praktiken mycket som en massiv badkar medhundratals kranar (kraftverk) som ger ingången och miljontals plugghål (konsumenter) dränerar utmatningen. Kranarna och pluggarna öppnas och stängs hela tiden.

För nätoperatörerna är uppgiften att se tillDet finns tillräckligt med vatten i badet för att upprätthålla systemets säkerhet. Det är därför de kombinerade effekterna av all teknik, liksom efterfrågan mönster, som spelar roll. Kraftsystem har alltid haft att göra med dessa plötsliga produktionsvariationer från stora kraftverk, och de förfaranden som införs kan tillämpas för att hantera variationer i vindkraftproduktion också.

Frågan är därför inte en variabel i sig, men hur man förutspår, hanterar denna variabilitet, och vilka verktyg kan användas för att förbättra effektiviteten.

Erfarenheten har visat att de etablerade kontrollmetoderna och systemreserverna som är tillgängliga för att hantera varierande efterfrågan och utbud är mer än tillräckliga för att klara av ytterligare variationer från vindkraft upp till penetrationsnivåer på cirka 20%, beroendeav det aktuella systemet. Denna 20% -figur är endast vägledande, och verkligheten varierar mycket från system till system. Ju mer flexibla ett kraftsystem när det gäller att svara på variationer både på efterfrågan och utbudssidan, desto lättare är integrationen av variabla generationskällor som vindkraft.

I praktiken är sådana flexibla system, som tenderar atthar högre nivåer av vattenkraft och gasgenerering i sin kraftmix, kommer att upptäcka att betydligt högre nivåer av vindkraft kan integreras utan större systemförändringar.

Inom Europa får Danmark redan 21% av sittbrutto elförfrågan från vinden, Spanien nästan 12%, Portugal 9%, Irland 8% och Tyskland 7%. Vissa regioner uppnår mycket högre penetrationer. I den västra delen av Danmark möts till exempel mer än 100% av efterfrågan ibland av vindkraft.

Gridoperatörer i ett antal europeiska länder,inklusive Spanien och Portugal, har nu infört centrala kontrollcentraler som kan övervaka och hantera hela den nationella vindkraftparken.

Nya Zeelands vindkraftindustri är liten men växer stadigt. Kapaciteten fördubblades nästan 2007, från 171 MW till 322 MW.

Nuvarande nivåer av vindkraft kopplad tillelsystem visar redan att det är möjligt att integrera tekniken i stor utsträckning. Erfarenhet med nästan 60 GW installerad i Europa har till exempel visat var områden med höga, medelstora och låga penetrationsnivåer sker under olika förhållanden och vilka flaskhalsar och utmaningar som uppstår.

Ett annat frekvent missförstånd beträffande vindkraften hänför sig till den mängd uppackningskapacitet som krävs, eftersom den inneboende variationen av vindkraft behöver balanseras i ett system.
Vindkraft har faktiskt en inverkan påandra generationsanläggningar i ett givet kraftsystem, vars storlek kommer att bero på kraftsystemets storlek, generationsblandning, lastvariationer, styrning av efterfrågan och graden av nätförbindelse. Men stora kraftsystem kan utnyttjaav den naturliga mångfalden av olika källor. De har flexibla mekanismer för att följa varierande belastning och växtavbrott som inte alltid kan förutsägas.

Studier och övningar visar att behovetför extra reservkapacitet med ökad vindpenetration mycket blygsam. Upp till cirka 20% av vindkraftspenetrationen kan oförutsedda obalanser motverkas med reserver som finns i systemet. Flera nationella och regionala studier anger ytterligare balanseringskostnader i storleksordningen 0 till 3 € / MWh för vindkraftnivåer upp till 20%. I Spanien, med 12% av vindpenetrationen, bedömdes kostnaden för balanseringskraften 2007 på 1,4 € / MWh 4).

De ytterligare balanseringskostnaderna som är förknippade medstorskalig vindintegration tenderar att uppgå till mindre än 10% av vindkraftsproduktionskostnaderna 5) beroende på flexibiliteten i kraftsystemet, noggrannheten för kortsiktiga prognoser och stängningstider på den enskilda kraftmarknaden. Effekten av detta till konsumentens kraftpris ligger nära noll.

För att minska de extra kostnaderna för att integrerahöga vindnivåer, flexibiliteten hos kraftsystem är nyckeln. Detta kan uppnås genom en kombination av flexibla generationsenheter, lagringssystem, flexibilitet på efterfrågesidan, sammankopplingar med andra kraftsystem och mer flexibla regler på kraftmarknaden.