Det här är den andra delen i vår artikelserie om grunderna i energilagring.
Ett batterilager (Battery Energy Storage System, BESS) hjälper ditt företag att optimera elanvändningen och sänka energikostnaderna. Ett batterilagringssystem lagrar energi under perioder av överproduktion och låga elpriser, och släpper ut den för användning när det behövs.
Ett batterilager gör det möjligt att ta till vara och lagra den förnybara energi du själv producerar på plats, förbereda dig för strömavbrott och elprisets svängningar, minska effekttopparna och till och med stötta det nationella elnätet.
Med ett batterilagersystem kan du dra nytta av elprisernas svängningar genom att lagra el när den är billig och använda den när den är dyr. Dessutom fungerar det som en avbrottsfri kraftkälla som gör att du kan hålla verksamhetens kärnfunktioner igång även vid strömavbrott. De smartaste lösningarna deltar också på stödtjänstmarknaderna, vilket gynnar både ägare av batterilager och hela det nationella elnätet.
Batterilagringssystem blir allt vanligare som en del av energilösningar både för hushåll och företag. I den här artikeln går vi igenom BESS ur företags och organisationers perspektiv. Om du funderar på att investera i ett batterilager hjälper vi dig att förstå allt du behöver veta om hur de fungerar, deras fördelar och vilka lösningar som finns:
Ett batterilager kan lagra el och använda den senare. Det gör att du kan utnyttja din egenproducerade el optimalt, köpa mindre från elnätet och dessutom göra det vid billigare tidpunkter. På så sätt blir varje kilowattimme som passerar genom systemet mer värd. Samtidigt förbereder systemet dig för störningar i eldistributionen.
Med ett batterilager kan du:
Vad kan ett batterilagersystem användas till?
Batterilagringssystem kan delas in i tre huvudgrupper utifrån syftet med användningen:
Vid lokal användning optimerar batterilagret elanvändningen i din fastighet. Systemen kan lagra el från förnybara energikällor som sol- och vindkraft, men de kan också laddas direkt från elnätet. Den lagrade elen kan du sedan använda för att jämna ut effekttoppar och flytta elanvändning från dyra till billigare timmar.
Den lagrade energin fungerar också som reservkraft vid pristoppar och strömavbrott. Det är avgörande för företag vars produktion är beroende av en stabil och obruten elförsörjning.
Vid användning på stödtjänstmarknaderna hjälper batterilager de nationella elnätsoperatörerna att hålla frekvensen i nätet på rätt nivå. Det är kritiskt, eftersom hela elsystemet riskerar att störas eller till och med kollapsa om frekvensen avviker för mycket. Batterilagringssystem som deltar på stödtjänstmarknaderna laddar och laddar ur sina batterier i takt med nätfrekvensen. Företag som använder batterilager får ersättning för detta genom intäkter från stödtjänstmarknaderna.
Vid kombinerad användning täcker batterilagret både de lokala behoven av energilagring och deltar samtidigt på stödtjänstmarknaderna. Ett sådant system tar till vara överskottsel från egen produktion, förutser och jämnar ut effekttoppar i fastigheten, tar hänsyn till timvisa elprisvariationer, fungerar som reservkraft och genererar intäkter genom att delta på stödtjänstmarknaderna.
Cactos batterilagringssystem fungerar till exempel på det här sättet – alltid med målet att ge användaren största möjliga ekonomiska nytta.
Även om ni kan köpa el från i princip vilken leverantör som helst bestäms elnätsföretaget av var fastigheten ligger. Prissättningen av elnätsöverföringen (elnätstarifferna) beror alltså på vilket elnätsföretag ni tillhör.
Som tumregel gäller: ju högre abonnerad effekt elnätsföretaget måste kunna leverera till er fastighet, desto dyrare blir elnätsabonnemanget. Däremot är priset per kWh i regel lägre för större kunder.
I elnätsprissättningen för företag och organisationer ingår ofta en så kallad effektavgift. Den baseras på den högsta effekt som överförs under en viss period. Om elanvändningen är väldigt ojämn blir kostnaden betydligt högre än vid en jämn belastning på nätet.
Ett batterilager hjälper till att jämna ut dessa effekttoppar. När tidigare lagrad el används för att stötta nätet i en process som kräver mycket kraft, till exempel snabbladdning av elbilar – minskar samtidigt den momentana belastningen på nätet.
Allt fler företag använder el till timpris, där priset varierar kraftigt beroende på utbud och efterfrågan. Med ett batterilager kan du dra nytta av elprisets svängningar och använda el mer kostnadseffektivt.
I de flesta länder publiceras timpriserna för nästa dag redan kvällen innan. Det gör det möjligt för både producenter och konsumenter att planera sin elproduktion, förbrukning och lagring. Om elen är dyrare på morgonen än på eftermiddagen lönar det sig att lagra den i förväg. På samma sätt kan elintensiva aktiviteter schemaläggas smart när priset är känt.
Och om elpriset förväntas sjunka är det klokt att skjuta upp energikrävande aktiviteter och istället förlita sig på batterikraft, istället för att köpa dyr el från nätet.
Ett batterilagringssystem och din egen förnybara energiproduktion går hand i hand. Sol- och vindkraft är alltid beroende av vädret, men med lagrad el kan du förbereda dig för dagliga och timvisa variationer och använda din förnybara energi mer effektivt som en del av fastighetens energilösning.
När solen skiner och vinden blåser matar alla paneler och vindkraftverk i området in nästintill gratis el på nätet. Istället för att sälja din egen el till dålig avkastning kan du lagra den för eget bruk. Det minskar ditt framtida behov av el från nätet – och ger dig ett betydligt bättre värde för din produktion.
Ett batterilagringssystem (BESS) ger trygghet vid störningar i elnätet. I reservkraftstillämpningar kallas lösningen ofta avbrottsfri kraft (UPS, Uninterruptible Power Supply).
Ett rätt dimensionerat batterilager säkerställer att viktiga funktioner kan fortsätta även under strömavbrott. Oavsett om det handlar om värme, produktionsprocesser som är svåra att stänga ner eller laddning av ett logistikföretags fordon hjälper reservkraften dig att klara utmanande situationer.
Stamnätsoperatörerna ansvarar för att upprätthålla elnätet och hålla nätfrekvensen stabil. Plötsliga bortfall i kraftverk, fabriker eller internationella förbindelser kan få frekvensen att svänga tillfälligt. Om dessa variationer inte balanseras direkt riskerar både nätet och anslutna anläggningar att skadas.
Stödtjänstmarknaderna finns för att hantera just detta behov av balans. Batterilager som deltar reagerar automatiskt på behovet av frekvenskorrigering genom att ladda och ladda ur. Ägarna får ekonomisk ersättning för att hålla effektreserver tillgängliga, oavsett hur mycket av den avtalade kapaciteten som faktiskt används.
Den nationella stamnätsoperatören, Svenska Kraftnät köper in balanskraft från sina marknader och aktiverar den vid behov för att stabilisera nätfrekvensen. Minimikraven på effekt är relativt höga, vilket gör det svårt för enskilda aktörer att delta direkt. Mindre aktörer kan däremot bidra till balansen genom att gå med i större pooler.
Cactos är ett exempel på ett BESS som är kompatibelt med stödtjänstmarknaderna. Våra smarta BESS system deltar på stödtjänstmarknaderna som en del av Cactos marknadsspecifika pool. Batterilagren laddar och laddar ur energi utifrån frekvensen, och alla enheter i poolen får ersättning baserat på sin marknadsmedverkan.
I sin enklaste form består ett batterilager av ett batteripaket och en växelriktare. I mer avancerade lösningar ingår dessutom ett styrsystem (mjukvara).
Den mest självklara komponenten i ett batterilager är själva batteripaketet. Det består av battericeller som lagrar el, och antalet celler beror på batteripaketets typ och kapacitet.
Batterier lagrar el som likström (DC). Den kan komma från till exempel solpaneler eller ett eget vindkraftverk. Växelström (AC), som finns i vanliga eluttag, kan också omvandlas till likström – men då behövs en växelriktare.
Växelriktaren omvandlar elen till rätt form. En standard växelriktare kan bara omvandla likström (DC) till växelström (AC), men en hybridmodell fungerar åt båda hållen.
Ett batteripaket i sig räcker inte, något måste styra växelriktaren och därmed batterierna för att de ska göra nytta. Styrsystemet optimerar flödet av el in och ut ur batterierna. Ju smartare mjukvara som driver systemet, desto mer effektivt kan du använda ditt batterilager.
Vissa tillverkare av batterilager erbjuder sin styrmjukvara gratis, men då är funktionerna ofta begränsade. Det finns också betalversioner som köps antingen som engångslicens eller via månadsabonnemang. I Cactos modell ingår till exempel styrmjukvaran i den månatliga leasingavgiften.
Batteriers grundläggande funktion är densamma: att lagra el, bevara den med så små förluster som möjligt och sedan leverera tillbaka den när den behövs.
Kravet på batterier i ett batterilager skiljer sig däremot något från de som används i småelektronik eller elbilar. Eftersom ett batterilagringssystem är stationärt spelar varken vikt eller storlek någon större roll. Därför kan man använda mer lättillgängliga material med lägre energitäthet än de som krävs i exempelvis elfordon.
För batterier i batterilager är särskilt följande faktorer viktiga:
Nedan går vi igenom både etablerade batterityper i branschen och ett par lovande lösningar för framtiden.
Fördelarna med litiumjonbatterier (Li-Ion) är bland annat deras höga energitäthet, långa livslängd på 10–20 år samt snabb laddning och urladdning. Nackdelarna är att de är dyra och känsliga för höga temperaturer.
Traditionella litiumjonbatterier tillverkas av sällsynta metaller som nickel, kobolt och mangan. Den här kombinationen kallas ofta NMC. Metallerna är dyra, svåra att få tag på och innebär utmaningar ur ett hållbarhets- och leveranskedjeperspektiv. Därför utvecklas nu alternativ med andra material.
Både batterimaterial och hela batterier kan återvinnas. Exempelvis består batterierna i Cactos One Classic av återvunna litiumjonbatterier från Tesla.
Ett av de mest lovande alternativen till traditionella litiumjonbatterier är litiumjärnfosfat- eller LiFePO4-batteriet. Det är fortfarande ett litiumjonbatteri, men istället för sällsynta metaller används litiumjärnfosfat som katodmaterial – ett betydligt billigare och mer lättillgängligt ämne.
Energitätheten hos LiFePO4-batterier når inte riktigt upp till samma nivå som NMC-batterier. Däremot är litiumjärnfosfatbatteriet betydligt billigare att tillverka, och vikt och storlek spelar ingen avgörande roll i stationära energilagringslösningar. LiFePO4 är dessutom stabilare och säkrare än NMC, eftersom det inte är lika känsligt för termisk rusning eller explosionsrisk.
Det är också en långlivad lösning, ett litiumjärnfosfatbatteri beräknas hålla i 15–20 år. Dessa egenskaper gör litiumjärnfosfatbatteriet till det bästa alternativet som finns tillgängligt idag för batterilager. Till exempel använder Cactos First Life-system uteslutande litiumjärnfosfatbatterier.
Blybatteriet är det billigaste av alla batterityper och kan lagra stora mängder energi. Nackdelen är den låga energitätheten: blybatterier väger betydligt mer än andra batterityper och tar upp mer plats. Dessutom har de kortare livslängd och måste därför bytas oftare. Ur miljösynpunkt är blybatterier också ett kortsiktigt val.
Ett typiskt blybatteri håller bara i 5–8 år. Livslängden kan dessutom förkortas ytterligare av:
Bly är en giftig metall som förorenar både mark och vatten. Återvinning används för att minska skadorna, och inom EU är det obligatoriskt att återvinna blybatterier – tillverkare och återförsäljare måste ta emot använda blybatterier. Återvinning löser dock inte alla problem. Produktionen av nya batterier kräver fortsatt blybrytning, vilket skadar miljön, och dessutom kan bly läcka ut även under själva återvinningsprocessen.
Ett flödesbatteri är en vätskebaserad batterityp som lagrar energi med hjälp av två elektrolytlösningar. Flödesbatterier är effektiva och har mycket lång livslängd, upp till 20 år. De är dessutom säkra, hållbara och miljövänliga.
De största utmaningarna med flödesbatterier är deras höga kostnad och svåra installation. De är också tunga och tar mycket plats. Användningen av flödesbatterier är fortfarande relativt ny, och teknologin utvecklas vidare. Nya material och tillverkningsmetoder forskas fram för att sänka kostnaderna och förbättra prestandan.
Även om flödesbatterier är en lovande framtidsteknik, är de kanske inte den bästa lösningen för de flesta företag just nu, eller ens inom de närmaste åren. Tills vidare lämpar de sig bättre för industriella och nätverksnivå-applikationer än för enskilda företag eller fastigheter.
Salt kan bli en framtida lösning för ellagring. Natriumjonbatterier innehåller inga sällsynta jordartsmetaller, vilket gör dem kostnadseffektiva att tillverka.
Natriumjonbatterier är redan nära kommersiell mognad. Det finns dock fortfarande några grundläggande barnsjukdomar att lösa innan ett brett genombrott: låg energitäthet och lägre verkningsgrad i kyla.
Beslutet att investera i ett batterilagringssystem påverkas av flera faktorer. För företag bör ett batterilager ses som en del av hela fastighetens energisystem. Uppvärmningslösning, lokal elproduktion, laddning av elfordon och annan energikrävande utrustning påverkar hur mycket el och lagringskapacitet som behövs.
Om du funderar på att skaffa ett batterilager bör du särskilt ta hänsyn till följande:
Proffstips: Fastighetens huvudsäkring anger den högsta strömmen som kan tas ut och sätter därmed en praktisk gräns för effekten. Som tumregel kan du räkna om till kilowatt genom att dela säkringens märkström (A) med 1,44. Exempel: En huvudsäkring på 63 A motsvarar cirka 44 kW. Kom ihåg att övrig elanvändning i fastigheten måste räknas in i beräkningen.
Priset på ett batterilager, och de ekonomiska fördelar det kan ge, påverkas av många faktorer och bör alltid ses som en helhet. Olika alternativ för inköp, ägande och prismodeller påverkar också slutkostnaden.
Hårdvaran, det vill säga själva batteripaketet och växelriktaren, har störst inverkan på priset. Ju större batteripaket du vill installera i din fastighet, desto högre blir kostnaden. Även styrprogramvaran för batterilagret är viktig att ta med i kalkylen.
Ett batterilager bör aldrig installeras på egen hand. Innan installationen måste du ansöka om och få nödvändiga tillstånd. Själva installationen ska dessutom alltid utföras av en behörig elinstallatör.
Att skaffa ett batterilager ska inte ses som en ren kostnad, utan som en investering. Utöver inköpspriset är det viktigt att väga in hur mycket du kan spara på din elräkning med hjälp av ett batterilager.
Som reservkraft är ett battergilagringssystem ovärderligt. Driftstopp eller förstörd produktion vid ett strömavbrott kan bli väldigt kostsamt. Eftersom avbrott är svåra att förutse kan ett batterilager som används enbart som backup jämföras med en försäkring – nyttan visar sig först när något faktiskt går fel.
Sparmöjligheter finns också i den dagliga driften genom att optimera din lokala förbrukning och produktion. Att lagra egenproducerad energi för senare användning minskar behovet av att köpa el från nätet, särskilt under dyra timmar. Genom att jämna ut förbrukningstoppar kan du dessutom undvika höga effektavgifter. Om fastighetens elnätsanslutning ligger nära sin maxgräns kan batteriernas möjlighet till lastförskjutning hjälpa dig att klara dig längre utan att behöva uppgradera anslutningen – och därmed hålla de månatliga avgifterna nere.
Även om dessa lokala optimeringar ofta ger betydande besparingar, är de inte alltid tillräckliga för att snabbt återbetala investeringen i ett batterilager. Med dagens elpriser har därför möjligheten att delta på reservmarknaderna blivit den viktigaste faktorn för ekonomisk lönsamhet. Ett batterilager som kombinerar lokal användning med deltagande på stödtjänstmarknaderna kan skapa finansiella intäkter där optimeringsvinsterna blir en extra bonus.
Återbetalningstiden för ett batterilager som köps som engångsinvestering kan vara lång. Därför bör företag och organisationer särskilt överväga att skaffa ett batterilager via ett leasingavtal.
Med en leasingmodell betalas inte hela systemet direkt, utan du kan istället ta del av de besparingar och intäkter som lagringen ger mot en månadskostnad.
Det finns olika typer av leasinglösningar. Till exempel har Cactos leasingmodell flera fördelar som du inte får om du bara köper ett stort batterilagringsystem som engångsköp:
