Batterilager i växthus: effektavgift eller reserver?

Båda, om kapaciteten räcker: batterilager i växthus kapar effekttoppen och kan samtidigt delta på reservmarknaderna, när urladdningseffekten och energin medvetet delas mellan intäktsströmmarna. Dimensioneringen avgör vilken ström som är primär och hur mycket utrymme som blir kvar för den andra.

Vilka tre intäktsströmmar finns för batteriet?

Ett växthus är ovanligt lämpligt för ett lager, eftersom belysning, uppvärmning och ventilation bildar stora och förutsägbara effekttoppar. Samma batteri kan ge intäkter på tre sätt.

1. Kapad effektavgift. Nätbolaget mäter effekten i perioder om 15 minuter, och i effekttariffer bestäms effektavgiften typiskt av månadens högsta medeleffekt över 15 minuter. Beräkningsgrunden varierar mellan nätbolag, så den kontrolleras i det egna nätbolagets prislista. Mätperioden och beräkningsgrunden ovan gäller finska nätbolag; för en anläggning i Sverige kontrollerar vi nätbolagets effekttariff och mätperiod separat. Batteriet laddar ur just under den period då belysningen och de övriga lasterna sammanfaller. Om hur topparna hittas skrev vi närmare i artikeln optimering av effektavgifter.
2. Reservmarknaderna. Fingrid betalar för beredskapen att reglera effekt, och ett batteri är den snabbaste resursen för det. Produkterna skiljer sig åt i aktiveringshastighet och i krävd varaktighet.
3. Flytt av egen eller billig el. Solcellernas produktion faller på mitten av dagen, belysningsbehovet på morgon och kväll. Batteriet flyttar dagens produktion eller en billig timmes el till de timmar då ljusen är tända.

Alla tre använder samma urladdningseffekt och samma energi. Därför måste ordningen bestämmas innan batteriets storlek låses.

Växthusets fördel jämfört med andra anläggningar är förutsägbarheten. Belysningen körs efter klocka och ljussumma, så tidpunkten för toppen är känd i förväg på dagsnivå och ofta på kvartsnivå. Det gör både topplastkapningen och planeringen av reservbudet till räknearbete. I exempelväxthuset syns det så här: belysningen startar innan uppvärmningens nattsänkning har återställts, överlappningen varar i ungefär två timmar, och batteriets urladdning på 350 kW tidsätts till just det fönstret.

Hur dimensioneras batterilager i växthus för topplastkapning?

Dimensioneringen utgår från mätdata, inte från leverantörernas produktsortiment. Exempelväxthusets egna utgångsdata är dessa: månadens högsta medeleffekt över 15 minuter är 1 450 kW, målnivån sätts till 1 100 kW, och toppen uppstår på morgonen när belysningen startar innan uppvärmningens nattsänkning har återställts. Överlappningen varar i ungefär två timmar.

Beräkningen går stegvis så här.

1. Effekten som ska kapas. 1 450 kW minskat med 1 100 kW blir 350 kW.
2. Energin som ska laddas ur. 350 kW gånger två timmar blir 700 kWh.
3. Nominell kapacitet. Med antagandet 80 procent urladdningsdjup blir 700 kWh delat med 0,8 lika med 875 kWh.
4. Urladdningseffekt. Batteriet ska ge 350 kW under hela tvåtimmarsperioden, inte bara ett ögonblick.

Målnivån är inget fritt val utan härleds ur data. Om månaden bara har en period på 1 450 kW och de övriga stannar under 1 100 kW är målnivån 1 100 kW realistisk. Finns det i stället tiotals perioder på olika höjder kräver samma målnivå att batteriet laddas ur flera gånger per dag, och då blir tiden som laddningen tar den begränsande faktorn. Batteriet ska nämligen vara laddat före toppen, så laddningen tidsätts till nattens eller mittdagens timmar.

Om samma topp varade i tre timmar i stället för två skulle energin som laddas ur stiga till 1 050 kWh med samma urladdningseffekt på 350 kW. Varaktigheten avgör kapaciteten och toppens höjd avgör effekten. Skillnaden syns bara i verkliga data i 15 minuters upplösning, eftersom en dimensionering byggd på uppskattning brukar hamna fel just när det gäller varaktigheten.

Vad kräver reservmarknaderna av batteriet?

Reservprodukterna skiljer sig i hur snabbt och hur länge effekten ska vara tillgänglig. De snabbaste aktiveras automatiskt utifrån frekvensen, de långsammaste på Fingrids begäran.

Aktiveringstider och varaktighet: Fingrids produktsidor FFR och FCR. Siffrorna i tabellen är Fingrids och gäller Finland. För en anläggning i Sverige kontrollerar vi stamnätsföretagets produktkrav från fall till fall.

Kraven översätts direkt till kilowattimmar i växthusets batteri. Med exemplets effekt på 350 kW binder FFR vid 30 sekunders varaktighet cirka 2,9 kWh, medan FCR-D:s krav på minst 20 minuter binder cirka 117 kWh de timmar batteriet är på marknaden. De snabba produkterna köper alltså effekt, de långsamma energi. Produkterna har dessutom en minsta budstorlek och en prekvalificering, så ett växthus deltar i praktiken via en aggregator som samlar flera anläggningar till ett bud. Nedreglering vänder kravet: batteriet måste ha utrymme att ta emot el, så laddningsnivån kan inte hållas full. Produkternas tekniska villkor och ersättningsnivåer ändras, så produkten väljs efter lastens och batteriets egenskaper; om produkterna skrev vi bredare i artikeln efterfrågeflexibilitet och reservmarknader.

Varför konkurrerar solel och billiga timmar om samma batteri?

Belysningen tynger den mörka tiden, då egen solel inte finns. Batteriet flyttar mittdagens produktion till belysningens timmar, och på vintern görs samma rörelse med el från en billig timme. I exempelväxthuset betyder det att batteriet laddas när produktionen eller priset är gynnsamt och laddas ur när ljusen är tända.

Här uppstår en konflikt med de två andra intäktsströmmarna. Ett fulladdat batteri kan inte erbjuda nedreglering, eftersom utrymme saknas. Ett batteri som tömts till morgonens belysning kapar inte längre toppen om en andra topp kommer samma morgon. Och om exemplets 117 kWh urladdningsbar energi är reserverade för FCR-D minskar den flyttbara energin med exakt så mycket (med 80 procents urladdningsdjup cirka 146 kWh nominell kapacitet).

Lösningen är inte att välja en ström och överge de andra, utan att komma överens om deras ordning per timme. Under morgonens toppperiod är effektavgiften primär, mitt på dagen kan batteriet ligga i reserv, och till kvällens belysning används den energi som inte är bunden någon annanstans.

Hur kombineras intäktsströmmarna i ett batteri?

Kombinationen avgörs i styrningen och i avtalen. Ordningen vi på Iiva går igenom saken i:

1. Läsning av data. Ett års mätdata i 15 minuters upplösning, belysningens styrprogram och produktionsprofilen för eventuell solel.
2. Dimensionering av toppen. Målnivå, effekt som ska kapas och toppens längd på det sätt som beskrivs ovan.
3. Storleken på reservationen för reserven. Hur många kilowatt och kilowattimmar som lämnas till reserven och under vilka timmar.
4. Styrhierarki. Vilken signal vinner när effektavgiftens gräns och ett reservanrop sammanfaller.
5. Avtal. Aggregatorns villkor, batterileverantörernas anbud och nätbolagets beräkningsgrund för effektavgiften sida vid sida.

Den fjärde punkten är den som oftast förblir oavtalad. Får aggregatorn styra batteriet fritt kan ett reservanrop ladda ur laddningen strax före morgonens topp, och månadens effektavgift bestäms av den perioden. Därför skrivs villkoret in i avtalet: skyddet av effektavgiften går före reservbudet under de timmar som data pekar ut som topprisk.

Vi på Iiva säljer inte batterier och agerar inte aggregator, så vi räknar alternativen på samma grunder och säger också till när ett lager inte är motiverat. Effektavgifter, efterfrågeflexibilitet och batterilager beräknas ur samma data, eftersom de konkurrerar om samma kapacitet.

Första steget är lätt. Ni skickar ett års mätdata i 15 minuters upplösning och belysningens styrprogram, och får tillbaka dimensioneringen av effekt och kapacitet samt en bedömning av vilka intäktsströmmar som ryms i samma batteri.

---

Vi dimensionerar batterilagret med växthusets verkliga mätdata och jämför anbuden på samma beräkningsgrunder. Läs om batterilager eller om efterfrågeflexibilitet och reservmarknader.