Hybridteknik ger ny kraft till vind och sol i södra Sverige

Vind- och solkraft är de kraftslag som växer snabbast i världen idag tack vare låg klimatpåverkan och hög kostnadseffektivitet. Men när elproduktionen från väderberoende kraftkällor ökar innebär det också utmaningar för elsystemet att behålla balansen och stabiliteten. 

Nu har Vattenfall utvecklat smart teknik som löser flera av problemen.

I så kallade hybridparker kombineras och styrs olika kraftslag på ett sätt som tar fram det bästa från varje kraftslag. En hybridpark baserad på vindkraft och batterier ger exempelvis kapacitet till uthållig produktion, sekundsnabb reglerförmåga och energileverans även vid stiltje. Detta gör det till en mycket värdefullt tillskott när det gäller viktiga systemtjänster. Nu talar mycket för att hybridparktekniken kan bli standard för nya vindparker och även för kommande stora solkraftparker.

Unik förmåga att stötta systemet

I  Hjuleberg två mil nordost om Falkenberg har Vattenfall tillsammans med pensionsbolaget Skandia byggt Sveriges första kommersiella hybridkraftpark. Parken som är en av Europas mest avancerade i sitt slag kombinerar tolv vindturbiner på sammanlagt 36 MW med ett stort batterilager på 30 MW, allt styrt med hjälp av avancerade och specifikt utvecklade algoritmer.

Ett elsystem behöver alltså vara i balans och nätfrekvensen stabil  – i Europa ska den vara 50 Hz. Detta åstadkoms normalt genom att gasa eller bromsa kraftverken i systemet i takt med att elanvändningen varierar över dygnet.  

Redan en vanlig vindkraftpark är mycket flexibel och kan snabbt reglera uteffekten om det behövs –  snabbare än flera andra kraftslag. Om man dessutom kombinerar vindkraften med ett stort och batterilager och smart styrning växer möjligheterna och förmågan enormt, eftersom parken då inte bara kan reglera ned produktionen utan även skjuta på extra när det behövs. Och det är här Hjuleberg har sin styrka.

– Vi har byggt hybridparker även på andra håll, i både Nederländerna och Storbritannien, men Hjuleberg skiljer sig genom att de två resurserna vind och batteri fungerar som en enhet. Det gör att vi kan använda den förnybara kapaciteten på ett maximalt effektivt sätt. Behöver vi exempelvis dra ner på vindkraftsproduktionen en stund kan vi ladda batteriet istället och använda energin senare. Vi kan även maximera utnyttjandet av nätanslutningen, säger Johan Kronman, titel/funktion

Hybridparken i Hjuleberg togs i drift under sommaren 2024 och kan leverera en lång rad olika stödtjänster till Sveriges elsystem, allt ifrån sekundsnabba finjusteringar upp och ner, till att kompensera för större förändringar, till exempel avbrott eller produktionsbortfall på annat håll i systemet. Faktum är att hybridparken har unik förmåga att leverera alla de stödtjänster som Svenska Kraftnät behöver. 

Robin Landau på Vattenfalls avdelning för energitrading är ansvarig för handeln av produktionen vid Hjulebergs hybridpark:

– Med vår lösning läggs bud på alla tillgängliga tjänster och marknader, varefter våra algoritmer gör ett estimat på den bästa kombinationen utifrån marknadens behov och hybridparkens status. Vårt säljbeslut översätts sedan till styrsignaler till parken som i sin tur utför uppdraget med hänsyn taget till teknik- och nätbegränsningar. 

Status uppdateras i realtid

Det unika med Hjulebergslösningen ligger i det smarta styrsystemet som Vattenfall tagit fram och som räknar ut i realtid vilken kombination av vindkraftproduktion och batterikraft som ger bäst resultat för nätet.

–  I andra hybridparker vi har utvecklat styrs batteriet separat och vind/solproduktionen likaså, men i den här lösningen fungerar energilagring och vindturbiner som en enhet. Varje ögonblick görs en ny beräkning på den optimala fördelningen mellan produktion och lagring. Så när vinden varierar kan vi stötta upp med batteriet, och tvärt om, säger Ozan Sahin, ingenjör på Vattenfall R&D som ingår i teamet bakom den tekniska lösningen.

Flera hybridparker på gång

Förutom Hjuleberg har Vattenfall påbörjat konstruktion för ytterligare två hybridparker i Sverige med samma avancerade teknik: Höge Väg och Bruzaholm. Även dessa ligger i den södra delen av landet och lokaliseringen är logisk: det är i söder priserna varierar mest. En vanlig dag i november kan elpriset gå från 9 öre tidigt på morgonen till 4 kronor på eftermiddagen. Prisvariationerna är i sin tur en indikator på behovet av flexibla balans- och stödtjänster.

I andra länder är principerna för systemtjänster delvis annorlunda konstruerade, men tiden talar för tekniken och i exempelvis Tyskland planerar Vattenfall att investera stort i hybridparker som kombinerar sol och batterier. 

– Hybridparker med batterilager har med stor sannolikhet en mycket bra framtid. Det kommer att behövas för att kunna integrera en växande andel väderberoende produktion i systemet och priserna för batterier har sjunkit över tid. Batterier löser inte alla problem, men den snabba och stora förmågan till flexibilitet är en fantastisk styrka, säger Johan Kronman.