Frekvensreglering med batterier: Hur fungerar det?

Frekvensreglering, eller frekvensbalansering, är en viktig del av elsystemet, där batterier och andra energiresurser används för att balansera efterfrågan och produktionen av elektricitet. Genom att reglera frekvensen på den elektriska strömmen, säkerställer man att elsystemet är stabilt och tillförlitligt. Dessutom kan energiresurser som batterier generera intäkter genom frekvensregleringstjänster. Men låt oss ta det från början.

Vad är frekvensreglering?

Frekvensreglering handlar i korthet om att i varje sekund matcha efterfrågan och tillgången på elektrisk ström i elnätet. Om en kraftkälla går ner, eller plötsligt minskar sin produktion, behöver någon annan kraftkälla möta bortfallet genom att öka sin produktion – och det måste ske inom några sekunder. Däri ligger utmaningen som hela frågan om frekvensreglering handlar om.

Men, undrar du kanske, frekvensen anger ju hur många gånger per sekund som spänningen växlar mellan sitt högsta och lägsta värde. Hur hänger det ihop med tillgång och efterfrågan på el? 

Jo, att man talar om frekvens i det här sammanhanget hänger ihop med det som händer om det uppstår ett underskott på elektrisk effekt: Då sjunker strömmens frekvens. Men frekvensen i elnätet måste alltid hållas konstant, eftersom apparaterna som drivs av elnätet bygger på att strömmen håller en viss frekvens. Det gäller elektriska apparater i våra hem, men det gäller framför allt maskiner i den tunga industrin. Där kan problemen och kostnaderna bli enorma om elen svajar. Om frekvensen går ner kan det till exempel leda till att en jättestor maskin havererar eller att en hel produktionsbatch måste kasseras. Ett tillräckligt stort frekvensfall kan leda till att delar av landet mörkläggs.

Frekvensreglering är alltså avgörande för att säkerställa att elsystemet fungerar stabilt och tillförlitligt, och i takt med att andelen intermittenta (ostadiga) energikällor ökar och de mer stabila kraftverken läggs ner har diskussionen om frekvensreglering blivit viktigare och delvis infekterad.

Batteriernas roll i frekvensreglering

Traditionellt har frekvensregleringen utförts av konventionella kraftverk som använder fossila bränslen eller kärnkraft. Dessa kraftverk har kapacitet att snabbt justera sin effektproduktion för att balansera tillgång och efterfrågan. Men med de senaste årens framsteg inom batteriteknik har batterier kommit att bli en allt viktigare del i frekvensregleringen, och batteriernas roll förutspås öka än mer framöver.

Batterier kan delta i frekvensregleringen genom att lagra elöverskottsel (så kallat energilagring) när efterfrågan är låg och sedan mata ut el när det uppstår ett plötsligt elunderskott. På så sätt kan batterier som är kopplade till elnätet bidra till att balansera produktion och efterfrågan av el i realtid. När produktionen får en dipp kan batterierna snabbt leverera extra effekt till elsystemet för att upprätthålla frekvensen, och när efterfrågan sjunker kan de laddas upp igen.

Fördelar med batterier för frekvensreglering

En av fördelarna med att använda batterier för frekvensreglering är deras snabba responsförmåga. Batterier kan reagera på förändringar i frekvensen och justera sin effektleverans på några sekunder. Det gör dem mycket effektiva för att hantera snabba obalanser i elsystemet.

Utöver den snabba responsen har batterier även flera andra fördelar. En fördel är deras flexibilitet. Batterier kan installeras nära centra med stor efterfrågan, eller nära kraftverk där elen produceras, vilket minimerar överföringsförlusterna till och från batterierna och ökar effektiviteten i elsystemet. Dessutom kan batterier anslutas i mycket olika storlekar och konfigurationer för att möta specifika krav på frekvensreglering.

En annan fördel med batterier är deras låga underhållskostnader. Batterier kräver minimalt med underhåll och kan vara i drift i åratal utan större ingripanden. Det gör dem till en kostnadseffektiv lösning för frekvensreglering. Särskilt om de redan finns på plats av andra skäl, till exempel för att driva elbilar eller fungera som backup i elsystemen i företag eller privatbostäder.

Utmaningar med frekvensreglering med batterier

Trots de många fördelarna med att använda batterier för frekvensreglering finns det en och annan utmaning att hantera. En utmaning är batteriernas begränsade kapacitet. Batterier kan endast lagra och släppa ifrån sig en viss mängd energi per tidsenhet, och det begränsar deras förmåga att hantera stora obalanser i elsystemet. För att möta en stor efterfrågan kan många batterier behöva installeras parallellt.

En annan utmaning med batterier är kostnaden. Batterier kan vara dyra att köpa och installera, särskilt om de behöver bytas ut efter ett antal år. Dessa kostnader kan påverka den totala lönsamheten för frekvensreglering med batterier, men som vi ska se i nästa avsnitt finns det även möjligheter till ökad lönsamhet.

Intäktsmöjligheter med batteribaserad frekvensreglering

Trots utmaningarna finns det betydande intäktsmöjligheter för den som vill delta i den batteribaserade frekvensregleringen. Företagets eller BRF:ens batterier kan generera passiva intäkter genom att kopplas till en marknad för frekvensreglering och ställas till förfogande för elnätsoperatörer och elhandelsföretag som behöver snabb kompensering när balansen mellan tillgång och efterfrågan förändras.

Frekvensregleringsmarknaden fungerar genom att belöna energiresurser som kan reagera snabbt på förändringar i elsystemet. Batterierna kan alltså dra nytta av sin snabba responsförmåga och erbjuda sina tjänster för att upprätthålla frekvensen i elnätet. Priset per kWh brukar vara betydligt högre än på den vanliga elmarknaden, genom att det är en eftertraktad, samhällsviktig tjänst som tillhandahålls utöver själva effekten.

Framtidsutsikter för frekvensreglering med batterier

Frekvensreglering är en viktig del av elsystemet som säkerställer dess stabilitet och tillförlitlighet. Batterier har visat sig vara en effektiv lösning för frekvensreglering och kan dessutom generera intäkter åt sin ägare genom att delta på frekvensregleringsmarknaden. Med fortsatta framsteg inom batteriteknik och ökad efterfrågan på ren och hållbar energi förväntas användningen av batterier för frekvensreglering fortsätta att växa.

Genom att förstå hur frekvensreglering fungerar och vilken roll batterier spelar kan vi ta itu med utmaningar och möjligheter på ett effektivt sätt. Med rätt strategi och teknik kan vi skapa ett stabilt och hållbart elsystem för framtiden.