Dimensjonering av batteri for Powerhouse Brattørkaia og Brattørkaia Mikronett

Denne oppgaven undersøker hvordan batterier tilknyttet et solcelleanlegg kan bidra til økt utnyttelse av fornybar kraftproduksjon. Solkraft er uforutsigbar og ikke-regulerbar, hvilket medfører et behov for lagring for å kunne utnytte solkraften optimalt i perioder med dårlig samspill mellom produksjon og last. Oppgaven har som mål å dimensjonere et batteri for Powerhouse Brattørkaia og Brattørkaia Mikronett og finne en batteristørrelse som bidrar til at prosjektene blir økonomisk lønnsomme. I tillegg til å gi økt utnyttelse av fornybar kraftproduksjon kan batterier være en fleksibilitetsressurs i kraftsystemet ved å dempe maksimalbelastningen på nettet og balansere mellom forbruk og produksjon. De siste årene har det foregått en rask utvikling innen markedet for batteriteknologi. Økt etterspørsel og designforbedringer har ført til at investeringskostnaden for batterier har falt kraftig. I dag er litium-ion batteriet den batteriteknologien med størst markedsandel og vekst i verden, og det har egenskaper som gjør det velegnet for stasjonære formål. For å optimalisere nytteverdien til et batteri er det essensielt at størrelsen på energilageret er tilpasset døgnvariasjoner i produksjon og last. Samspillet mellom solproduksjon og last er beskrevet ved bruk av tre ulike load matching indikatorer; self-sufficiency (fSS), self-consumption (fSC) og loss of load probabilty LOLPb. Utfordringen med å dimensjonere et batteri kun basert på load matching indikatorer er at det ikke tydeliggjør hvor godt batterikapaisteten utnyttes til enhver tid. For å finne en optimal størrelse på et energilager er det derfor nødvendig å studere døgnvariasjoner i last og forbruk i tillegg til bruk av load matching indikatorer. Et godt dimensjoneringskriterium er å se på last- og forbruksprofil for bygget eller området mellom soloppgang og solnedgang da det i dette tidsrommet er liten eller ingen solproduksjon. Ved å benytte verktøyene Powel Microgrid Design Tool og Excel utføres det ulike sensitivitet- og scenarioanalyser for å evaluere virkningen av økt batterikapasitet, og undersøke hvordan ulike usikkerhetsmomenter påvirker lønnsomheten til et batteriprosjekt på Powerhouse Brattørkaia og i Brattørkaia Mikronett. Det benyttes en enkel batterimodell som tar høyde for batteriets maksimale ladeeffekt, virkningsgrad og energikapasitet. En investering i et batteri er ikke økonomisk lønnsomt i dag, hverken for Powerhouse Brattørkaia eller Brattørkaia Mikronett. Investeringskostnaden for stasjonære energilagringssystemer er for høy og den årlige besparelsen i energi- og nettleiekostnader er for lav til at batteriprosjektene blir økonomisk lønnsomme i løpet av batteriets levetid. Det er likevel flere tiltak som kan bidra til at nytteverdien til et batteri øker. Bruk av batteriet til \textit{peak shaving} applikasjoner er en effektiv måte å redusere nettleiekostnadene på, og det er spesielt gunstig å benytte batteriet til å redusere de høyeste lasttoppene i forbruket om vinteren når effektprisen er høy. Prognosestyring basert på spotpriser fra kraftbørsen Nord Pool kan benyttes for å optimalisere energiflyten i energilageret og bidra til at de høyeste kraftprisene unngås. Til tross for at en investering i et batteri for Powerhouse Brattørkaia og Brattørkaia Mikronett ikke er økonomisk lønnsomt gir det bedre utnyttelse av den lokale kraftproduksjonen i bygget og i området. Det ble observert størst forbedring i utnyttelsen av solkraften i Brattørkaia Mikronett og på Powerhouse Brattørkaia opp til en batterikapasitet på 500 kWh. På Powerhouse Brattørkaia er lasten i bygget for lav til at all solkraften kan utnyttes fullt ut, og det er nødvendig å eksportere store mengder overskuddsproduksjon til nettet, selv med et stort energilager. Ved å etablere et lokalt kraftsystem på Brattøra øker den samlede lasten betraktelig. Det bidrar til bedre utnyttelse av solkraften sammenliknet med å se på Powerhouse Brattørkaia alene