Rapport

Risker med obalans på grund av solpaneler med enfas växelriktare

Det är troligt att ett större antal enfasiga solpaneler installeras framöver. En sådan situation kan leda till ökad obalans i lågspänningsnäten. Resultaten visar att risken för stor obalans är liten.

Projektet, som har drivits av Energiforsks Risk- och Tillförlitlighetsprogram, kvantifierar risken för att tillåtna gränsvärden överskrids och att trefasutrustning drabbas. Projektet levererar även uppskattning av acceptansgränsen vid olika typer av realistiska elnät samt stora och små produktionsanläggningar. Avslutningsvis ger projektet rekommendationer angående behovet att ställa krav på solpaneler.

Projektet kom fram till följande resultat:

  • För en stor del av nätet kommer risken att vara liten för att obalansen blir för stor, även om en stor del av kunder ansluter solpaneler genom enfasiga växelriktare. För ett typiskt lågspänningsnät på landsbygden visade det sig att anslutning av 6 kW växelriktare för nästan alla kunder, inte leder till att obalansen blir för stor. I svagare landsbygdsnät finns det en stor risk att 2-% gränsen i minusföljdspänning kommer att överskridas. Det gäller framförallt när det redan innan anslutningen finns höga värden på spänningens obalans.
  • En tillkommande risk med anslutning av enfasiga anläggningar är att risken för överspänning ökar.
  • Risken med för höga värden av obalans är att livslängden för trefasmotorer minskas. Men varaktighet av höga obalansvärden på grund av enfasig-anslutna solpaneler är begränsade. Därför förväntas det inga märkbara minskningar av livslängden.
  • En annan risk är att trefasomriktare slås ut. Denna risk går inte att uppskatta med nuvarande information och förväntas vara stark beroende på fabrikat.
  • Vid anslutning av enfas växelriktare mot svaga delar av nätet kommer obalansen med stor sannolikhet att överskrida de tillåtna värdena. Att ställa krav att alla växelriktare är trefasiga skulle förebygga detta. Men författarna anser ändå inte att det är rimligt att ställa detta krav på alla kunder. Istället är det mer rimligt att tillåta enfasväxelriktare för största delen av nätet men att ställa krav på trefasväxelriktare när förimpedansen överskrider ett visst värde. Gränsvärden på förimpedansen beror på storleken av panelen som ansluts.
  • Det föreslås att elnätägarna får ansvar för att solpanelerna fördelas mellan de tre faserna. Det borde även bedömas vilka förberedande mätningar av förimpedans och befintlig sobalans är möjliga i de lågspänningsnät där solpaneler förväntas installeras.

Det gjordes allmänna beräkningar på förenklade nätmodeller, samt detaljerade beräkningar på ett typiskt landsbygdsnät hos Skellefteå Kraft Elnät. I sistnämnda fallet beräknades den så kallade transferimpedans-matrisen med hjälp av programvaran PowerFactory. Denna matris används i programvaran Matlab för att räkna ut obalansen för ett stort antal kombinationer.

Det finns i allmänhet begränsade kunskaper om obalans. Det behövs särskilda studier för att kartlägga konsekvenser av obalans samt nivåerna på obalans i Svenska lågspänningsnät.

Utöver det rekommenderar rapportens författare att metoden som används i rapporten, tillämpas på flera distributionsnät; starkare nät men även svagare nät.

Till slutet bör det påpekas att alla slutsatser och rekommendationer i denna rapport gäller endast obalans, inte andra former av påverkan av enfasig anslutna solpaneler.

Nyheter

Fler elbussar på väg

–En av de största utmaningarna inom elkraftsteknik är att öka kapaciteten och nyttjandegraden i elnätet. Det betyder att förnybara energikällor som sol och vind kan öka kraftigt utan att vi behöver bygga ut nätet och att det finns utrymme för nya elfordon, säger Ola Carlson som är biträdande professor inom energi och miljö på Chalmers.

24 maj 2017 - Kraftöverföring med sol- och vindkraft


Aktiva prosumenter behövs!

Fler människor måste bli aktiva prosumenter, även de som bor i hyresrätter. Forskning visar att hushåll som både producerar och konsumerar energi blir mer miljömedvetna och gör flera aktiva och hållbara val.

16 maj 2017 - Kraftöverföring med sol- och vindkraft


Minskad miljöpåverkan med vätgas i naturgasen

Det är både ekonomiskt och praktiskt för ett energibolag att fortsätta producera el med förnybara bränslen med samma teknologi som idag. Ny forskning visar att det går att öka bränsleflexibiliteten och minska miljöpåverkan genom bränsleblandningar av metan, etan, propan och vätgas i gasturbiner.

15 maj 2017 - Transporter och drivmedel


Bra att omvandla vindkraftöverskott till gas på Gotland

Nu vet vi mer om var det är lämpligt att placera power to gas på Gotland. Visby har redan en uppbyggd infrastruktur för biogas och vid Klintehamn finns en stor vindkraftspark som gör det möjligt att ha en gasanläggning som ansluts till parkens interna elnät.

5 maj 2017


Bränsleceller snart i vanliga bilar

I vilken typ av personbilar, bussar och lastbilar passar bränsleceller bäst? En ny studie visar hur kostnaden för bränslecellsfordon och batterifordon varierar i förhållande till räckvidd per tank och den totala körsträckan under fordonets hela livslängd.

24 apr 2017 - Transporter och drivmedel


Nyhetsarkiv

Ladda ner

Om rapporten

Rapportnummer

2015:130

Författare

Daphne Schwanz, Math Bollen, Sarah Rönnberg