Stort hybridbatteri skåner elnettet for vindmøllestrøm

I nordtyske Braderup, som er nabo til grænsesupermarkederne i Süderlügum, ligger et af Europas største batterilagersystemer. Det er et såkaldt hybridlager, der kombinerer en 2 MW stor lithium-ion-batteripakke og et 325 kW Vanadium Redox Flow-batteri med hver deres tekniske fordele og en samlet lagerkapacitet på 3 MWh.

Fysisk er lithium-ion batterierne stablet op i lange rækker i tre farvestrålende 40 fods containere, mens et særskilt 150 kvadratmeter stort hus rummer Vanadium Redox Flow-batteriets kæmpestore tanke med en opløsning af vanadium­ioner og -forbindelser samt tilhørende battericeller.

Hele herligheden er placeret nogle få hundrede meter fra seks nye Vestas-møller på hver 3,3 MW, som er årsag til, at batterilageret er opstillet netop her. Men det vender vi tilbage til.

Batterierne med tilhørende styring ejes i fællesskab af industrigiganten Bosch, som satser på et kommercielt marked for netop batterilagre i alle størrelser, og et nordtysk vindmøllelav, Energispeicher Nord, hvis 200 anpartshavere ejer Vestas-møllerne.

Det er dog Bosch, der inviterer indenfor på batterilageret, som blev indviet i juli, og som til dato er selskabets største batteri-demonstrationsprojekt, som seniorsalgschef Kevin Schimschar kalder det:

»Vi har solgt et par mindre anlæg til tyske kunder, men er i øjeblikket i forhandling med flere andre kunder om projekter i både MW-klassen, i den lidt mindre communitystørrelse og helt ned på batterilagre til en enkelt husstand med for eksempel solceller,« siger han. Prisen vil han dog ikke tale om endnu, da der er tale om et pilotanlæg.

Ingen møller uden batteri

I Tyskland er behovet for batterilagre ikke så meget et spørgsmål om at kunne gemme strøm til vindstille vejr, men mere om nødvendigheden af at kunne etablere vindmøller og solceller i et relativt svagt nordtysk elnet med masser af vindmøller.

Derfor var det, før batterilageret kom til, et vilkår for vindmøllelavet, at vindmøllerne skulle stoppes ved overbelastning på nettet. Ifølge Bosch-folkene er der kapacitetsbegrænsninger på elnettet i cirka 30 pct. af møllernes driftstid.

Med den aktuelle lagerstørrelse – 3 MWh energi og en maks. effekt på 2,325 MW – kan lageret således forsyne lavets 200 medlemmer med strøm i to dage ved et gennemsnitsforbrug på 7 kWh pr døgn i en husstand. Ifølge Bosch er det gennemsnitlige årsforbrug for en tysk husholdning 2.500 kWh.

Bosch har udviklet selve styringen til batterilageret, hvis principper går igen i de andre og mindre størrelser af batterilagersystemer, som selskabet sælger på kommercielle vilkår.

Systemet sørger for, at opladning og afladning sker på det batteri og på det tidspunkt, hvor det er mest fordelagtigt for vindmøllelavet – under hensyntagen til elpris, vejrudsigt samt belastning af nettet.

Støtter nettet

Ud over den snævre operation af køb og salg af vindmøllestrømmen er det også meningen, at Bosch i den nærmeste fremtid skal teste og optimere batterisystemets evne til at levere såkaldte systemydelser til elnettet, som det systemansvarlige selskab gerne betaler for.

I princippet kan anlægget – via effektelektronik i styringen – både levere effekt og energi med kort varsel, når systemet vil betale for det. Og lageret skal ligeledes være med til at hjælpe elsystemet med at opretholde frekvensen og minimere faseforskydning, når der er behov for det.

»Vi skal nu i gang med at lære, hvordan vi udnytter de to batteriers styrker og svagheder bedst muligt i forhold til markedet, således at batterilageret og vindmølleparken kan opnå den bedst mulige økonomi,« forklarer Kevin Schimschar fra Bosch.

Han tilføjer, at det for eksempel tager fire timer at lade og aflade Redox-batteriet, og at man lige nu kører én cyklus pr. dag. Man regner med, at energitabet ligger på 16-17 procent i en sådan cyklus.

Økonomi er problemet

Sektionsleder Allan Schrøder Pedersen fra DTU Energikonvertering, som også deltog i turen til Braderup, kalder Boschs MW hybridbatterisystem for en spændende teknologi, som helt sikkert kommer til at spille en rolle i fremtidens energisystem.

»Man er nødt til at gå i gang med at teste disse batterisystemer i samspil med vindmøller og elsystemet for at finde ud af, hvad de egner sig bedst til, og hvilken rolle de dermed skal udfylde i energisystemet,« siger han og peger på vigtige parametre som levetid og batteritypernes egnethed til at håndtere hurtige svingninger.

Han tilføjer, at han primært ser batterier som korttidslagre til strøm, mens storskala- og langstidslagring efter hans vurdering skal ske via elektrolyse og varmelagring.

»Det helt store problem ved batterilagrene er økonomien. Batterierne skal være billigere i forhold til konkurrerende teknologier for at vinde indpas på markedet i stort omfang, og derfor satser mange forskere på at forbedre de eksisterende batteri­materialer eller på at finde nogle nye materialer,« siger Allan Schrøder Pedersen.

Batterianlæg skyder frem

Megawatt-store batterilagre til korttidslagring er efterhånden ikke længere noget særsyn i Tyskland, selvom de som regel kun omfatter én batteritype.

I september blev et 5 MW stort anlæg til 50 millioner kroner for eksempel indviet i Schwerin af energiselskabet Wemag, og i tyske Feldheim er vindmølleproducen­ten Enercon sammen med Ener­gie­quelle GmbH i gang med at bygge et lithium-ion-batteri på 10 MW, der skal kunne levere op til 5 MWh.

Verdens største batteri er et japansk lithium-ion-batteri med en effekt på 40 MW.