Af Alexander Tonnesen, GTS-foreningen

I takt med en øget implementering af fluktuerende og vedvarende energi fra sol og vind finder stadigt flere avancerede energikomponenter som fx batterier og varmepumper vej til vores energisystem. For at optimere balancen mellem produktion og forbrug i vores energisystem samt en optimal udnyttelse af den installerede vind- og solkapacitet er der i stigende grad et behov for at udvikle intelligente løsninger, der kan forbinde de forskellige energikomponenter og -systemer.

Stigende behov for intelligente systemer

Lars Overgaard er Forretningsleder for Integrerede Energisystemer ved Center for Transport og Elektriske Systemer på Teknologisk Institut. Han fortæller, ”at EnergyFlexLab er blevet opbygget for at imødekomme det stigende behov for intelligente energisystemer, der kan arbejde sammen på tværs af sektorer. EnergyFlexLab tilbyder ydelser indenfor udvikling, integration og validering af intelligente løsninger til fremtidens integrerede energisystem”.

EnergyFlexLab fungerer som en digital overbygning på Instituttets øvrige laboratorier for bl.a. batterisystemer, køling, varmepumper, elbiler, ventilationssystemer og solceller. Her udvikles intelligente løsninger og teknologiske services, som understøtter samspillet på tværs af disse energikomponenter og forsyningssektorer. EnergyFlexLab suppleres desuden med online data fra Instituttets EnergyFlexHouse og EnergyFlexOffice, hvor der udvikles og testes intelligente indeklima og smart home løsninger på husstands- og kontorniveau. Faciliteten har dermed online adgang til en bred vifte af andre testfaciliteter, som derved sikres adgang til en unik digital infrastruktur.

Claus Schøn Poulsen er centerleder for Køle- og Varmepumpeteknik. Han fortæller, at ”den store udrulning af varmepumper, giver en masse muligheder for at regulere energisystemet mere intelligent, og at varmepumper i samspil med fx solceller og batterier samt andre VE kilder fremover vil blive endnu mere udbredte – og arbejdet med netop denne type af systemer er et af omdrejningspunkterne i EnergyFlexLab. Instituttet råder i forvejen over et state-of-the-art varmepumpelaboratorium, som nu kan spille sammen med de andre installationer og laboratorier, som indgår i EnergyFlexLab”.

EnergyFlexLab råder også over en grid-simulator, der kan simulere forskellige forhold som fx frekvensafvigelser, spændingsudfald og strømafbrydelser. Herigennem kan virksomheder få hjælp til at udvikle løsninger til andre lande, der ikke har et lige så stabilt elnet som i Danmark.

Som den seneste investering i EnergyFlexLab udvides der nu med et FastChargeLab, hvor Teknologisk Institut udover at kunne teste battericellers degradering med over 1000A også får adgang til en 300 kW lader til elkøretøjer. Her fortæller batterieksperten Anders Christian Solberg Jensen, ”at EnergyFlexLab nu bedre kan understøtte den fremtidige udrulning af intelligent ladeinfrastruktur, hvor hurtigladere til både elbiler og tungere elektriske køretøjer kombineres med batterisystemer for at udjævne belastningen på elnettet og sikre mere grøn strøm i ladestikkene.”

Sammenkobling af forskellige energisektorer

Den overordnede værdi, som EnergyFlexLab bringer, er sikringen af danske virksomheders adgang til digitale faciliteter og kompetencer, der i samspil med de øvrige energirelaterede laboratorier på Instituttet sikrer kunderne muligheden for fx at få deres teknologier og komponenter testet op imod et samlet energisystem. Herudover skaber digitaliseringen af laboratorierne en ramme for videre forskning på området, og det giver et solidt grundlag for at udvikle fremtidens intelligente løsninger, der kan forbinde de forskellige energisystemer og -sektorer. Faciliteten kan fx bidrage til, at man i højere grad kan sikre anvendelse af overskudsvarme og kapacitet i energisystemet.

Netop udnyttelsen af overskudsvarme tiltaler mange virksomheder. Ud over at anvendelsen af spildenergi gennem sektorkobling kan føre til en grønnere produktion, så kan denne form for symbiose mellem virksomheder også bidrage til, at virksomheder fx kan trække på hinandens ressourcer, hvilket i sidste ende også gavner både virksomheds- og samfundsøkonomien.

”Vi oplever generelt et øget fokus på grøn omstilling fra industriens side, herunder en forbedret udnyttelse af energiressourcerne virksomhederne imellem. Her kan vi med en holistisk tilgang gå ind og hjælpe med at udvikle og teste de intelligente løsninger, der kan muliggøre det her samarbejde”, fortæller Lars.

Gennem EnergyFlexLab er det altså muligt at afprøve i hvor høj grad de her sammenkoblinger af forskellige energikomponenter og systemer kan optimeres, og derigennem tilføre værdi til de eksisterende energisystemer. EnergyFlexLab tilbyder hjælp til etablering og drift af storskala demonstration, men er mindst lige så relevant til mindre og mere produktspecifikke opgaver som fx udvikling af styreenheder, test af algoritmer og optimering igennem simuleringer.

”Hos EnergyFlexLab stiller vi en infrastruktur til rådighed, som gør det muligt for vores kunder at få deres energiprodukter udviklet eller tilpasset, så de matcher fremtidens energisystem, hvor energifleksibilitet og sektorkobling vinder indpas med løsninger, der går på tværs af forskellige energisystemer og komponenter, fx el og varme. Gennem adgangen til de mange testfaciliteter kan vi bl.a. tilbyde tests under realistiske og dynamiske forhold, hvilket giver en viden om potentialet, som er så retvisende som muligt og understøtter en sikker og effektiv implementering”, siger Lars.

Hjælper med at optimere energisystemer

Løsningerne, som EnergyFlexLab tilbyder, henvender sig til et bredt udvalg af både virksomheder og offentlige instanser. EnergyFlexLabs kunder er ofte forskellige typer af virksomheder, der arbejder med energi, men ikke nødvendigvis har det som deres førsteprioritet. Her kan de via faciliteterne få hjælp til at udvikle, integrere og validere produkter og løsninger, der kan indgå som byggesten i fremtidens grønne, effektive og integrerede energisystem.

Lars fortæller, ”at opgaverne i EnergyFlexLab spænder vidt, helt fra mindre simuleringsydelser til udvikling og test af algoritmer til styring af koblede energikomponenter og videre til demonstration af fuldskala energiløsninger, hvor EnergyFlexLab digitalt kobles online op på eksterne energikomponenter i megawatt klassen. I EU fyrtårnsprojektet ALIGHT anvendes EnergyFlexLab til at hjælpe Københavns lufthavne med at udrulle et komplekst energisystem, som kan understøtte deres ambitiøse klimamål. Her er der tale om kritisk infrastruktur, så af flere grunde er det en stor fordel at kunne teste løsningerne grundigt i EnergyFlexLab før implementering og idriftsættelse på lufthavnens arealer. På den måde sikres både øget pålidelighed og minimal påvirkning af lufthavnens drift.”

Kan være til gavn for mange forskellige virksomheder

En af de virksomheder, som benytter EnergyFlexLab, er Hybrid GreenTech, der har haft brug for hjælp til udvikling og test af algoritmer til energistyring og lagring. På samme vis oplever Teknologisk Institut en øget interesse for deres nye ydelser fra en række andre SMV’er og større virksomheder, der intensiverer deres fokus på den grønne omstilling og fx ønsker at fremtidssikre deres energiprodukter.

Generelt så dækkes en stor del af aktiviteterne i EnergyFlexLab pt. af forskellige forsknings- og udviklingsprojekter. Et af disse er fyrtårnsprojektet Fremtidens grønne byggeplads, som er støttet af miljøstyrelsens MUDP-program. Her bidrager EnergyFlexLab med hjælp til udvikling og demonstration af et setup for intelligent byggestrøm til en af Aarsleffs byggepladser. Fremtiden byder her på øget elektrificering af maskinparken, solceller på skurvogne, der opvarmes med varmepumper og energilagre, der reducerer udgift til tilslutningsafgift ved at dække effektspidser fra ladning af de elektriske entreprenørmaskiner udenfor arbejdstid og optimerer for lavest mulig CO2 udledning.

Denne viden er noget som kommer til gavn for mange forskellige aktører i byggebranchen, og den kan være med til at forme standarden for, hvordan en byggeplads optimerer både sin energiforsyning og sit energiforbrug i fremtiden.

Udvikling af fremtidens intelligente energiløsninger kræver data

Et helt centralt element i EnergyFlexLab er den digitale infrastruktur, som understøtter effektiv indsamling, kvalitetssikring og analyse af data, ligesom den understøtter styring af intelligente energikomponenter både i Teknologisk Instituts laboratorier og eksternt. Denne datafacilitet baserer sig på en separat database, et separat LAN samt værktøjer til bl.a. fleksibel dataopsamling og et programmeringssprog, som anvendes på tværs af Instituttet. Dataplatformen udfylder både behov på Instituttet samt hos Instituttets kunder, og de partnere som Instituttet samarbejder med.

Understøtter arbejdet mod et grønnere energisystem

I EnergyFlexLab understøttes arbejdet med fremtidens energisystem gennem konkrete faciliteter, værktøjer og kompetencer. De integrerede energiløsninger bliver helt centrale byggesten i den grønne omstilling af vores samfund og sikrer, at vi udnytter de tilgængelige vedvarende ressourcer på den mest grønne og effektive måde.

Et eksempel på, hvordan disse grønne løsninger kan fungere i praksis, kan fx være i form af et intelligent energisystem i et almindeligt hus. Her kan huset selv registrere skiftende påvirkninger som bl.a. vejr, rumtemperatur og vindforhold, og justere sit energiforbrug efter komfortkrav og eksterne faktorer såsom CO2 udledning og elpris. Her vil varmepumpe, ladeboks til elbil, ventilationssystem og husstandsbatteri typisk være de energikomponenter, som en styring vil have sit primære fokus på, mens styring af hvidevarer og lys selvfølgelig også kan give et bidrag.

Power-to-X er i rivende udvikling for tiden og det er et område hvor aktiviteterne i EnergyFlexLab også kan bidrage til grøn omstilling og vækst i samfundet.

”Vores faciliteter vil her understøtte det forberedende arbejde, der ligger i forhold til Power-to-X, både hvad angår energieffektivitet, -dynamik, -fleksibilitet og sektorkobling. Vi kan bl.a. tilbyde en 50-100 kW PtX platform, hvor processer, styring mm. kan optimeres omkostningseffektivt igennem udviklingsforløb, eksperimenter og test. I de kommende år investeres der milliarder i PtX infrastruktur, og derfor er adgangen til EnergyFlexLabs faciliteter helt central”, afslutter Lars.

Du kan læse mere om faciliteten og hvad den kan tilbyde her

Foto: Teknologisk Institut