Hvor vindvenlig er du?

Om få år vil det enkelte kraftvarmeværk, og boligs, vindvenlighed blive vægtet højere end absolut elproduktion og -forbrug . Elforbrugets fordelingskurve over tid er nemlig mere afgørende for miljøbelastningen end det samlede elforbrug. Derfor har jeg udviklet den såkaldte vindvenligheds-koefficient, der nemt kan integreres som indikator i Miljørapporter, Smart Meters, Home Automation systemer.

I begyndelsen af mit PhD studium tilbage i 2005 var jeg optaget af at prøve at forstå kernen i den udfordring det er at skabe et energisystem, der understøtter diskontinuerlige energikilder. Med hjemsted i Danmark har der hele vejen igennem været fokus på vindkraft, så jeg tænker oftest på det som min søgen efter et mål for ”vindvenlighed”. Men det handler i princippet selvfølgelig også om solkraft og bølgekraft.  På engelsk kalder jeg målet for ”intermittency-friendliness”, men det forekommer ikke tilsvarende mundret at kalde det ”diskontinuerlig-venlighed” på dansk. Vindvenlighed er mundret og fremstår som et godt og konkret alternativ til udtrykket ”miljøvenlig”.

I en videnskabelig artikel i Renewable Energy i 2008 præsenterer jeg et bud på en indikator for hvor godt et elanlæg, eller en elforbruger, bidrager til indregulering af vindkraft i energisystemet, nemlig vindvenligheds-koefficienten Rc:

Vindvenligheds-koefficienten Rc er lettere at beregne end man lige skulle tro ved første øjekast. Excel har f.eks. en funktion indbygget i sit statistiske funktionsbibliotek (CORREL), der fint kan anvendes, såsnart man har input-parametrene på plads. Formlen udtrykker den statistiske korrelation mellem et elanlægs netto-udveksling med elnettet e (negative værdier for aftaget el, positive værdier for leveret el), og nettets netto-elbehov d, defineret som elforbrug minus diskontinuerlig elproduktion. Disse parametre fastlægges i mine analyser på timebasis for perioder på op til et år, men kan i princippet anvende ethvert tidsskridt og enhver periode. Vindvenligheds-koefficienten Rc kan antage værdier fra -1 til 1, hvor 1 opnås for et elanlæg, der perfekt understøtter et elsystem med en given distribution af elforbrug og diskontinuerlig energi.

Nedenstående eksempel er resultatet af en analyse lavet i COMPOSE, der sammenligner en luft-vand varmepumpe med og uden varmelager:

Figuren viser driftsprofiler for de første 72 timer ved samfundsøkonomisk optimering i spotmarkedet. Mens varmepumpen uden lager i denne periode opnår en vindvenligheds-koefficient på 0, så når varmepumpen med lager op på hele 0,50. Ser man nærmere på bevægelserne fremgår det da også med nogenlunde tydelighed, at den smarte varmepumpes elforbrug følger systemets netto-elforbrug; varmepumpens elforbrug stiger generelt, når systemets netto-elforbrug falder, mens dens elforbrug generelt falder, når netto-elforbruget stiger.

Grunden til at der overhovedet kan opnås en høj vindvenlighed skyldes at der historisk set eksisterer en høj korrelation (i nogle år helt op til 0,68) mellem elnettets netto-elbehov og spotprisen i elmarkedet. Dette betyder at man ved at optimere anlæggets drift i spotmarkedet kan komme ret langt i forhold til at øge elanlæggets vindvenlighed. Men det betyder også at man ikke kan komme hele vejen til fuld understøttelse af vindkraft alene på basis af spotmarkedet.

I min forskning og modellering med COMPOSE er vindvenligheds-koefficienten blevet en nøgleindikator for anlæggets "godhed" i et systemperspektiv, når jeg designer smarte energianlæg, både i produktion og forbrug. Vindvenligheds-koefficienten har gjort det muligt at levere et mål for hvor godt et energianlæg opfylder elsystemets behov for fleksibilitet.

Hvem bliver de første, der integrerer dette mål i den løbende monitorering og evaluering af boligens elforbrug?