Johan Lindahl är knuten till SOLVE, Solforskningscentrum Sverige, och genomför olika forskningsprojekt med inriktning på solenergi. Ett problem idag är att nätoperatörer har svårigheter med att få en komplett bild av hur stor produktionen av solenergi är i ett område. Johan har därför tagit fram ett verktyg som kan ge en mer fullständig bild av hur stor produktionen av solenergi är utifrån solpanelernas orientering.
Nätoperatören samlar in information om varje solcellsanläggning genom föranmälnings- och slutregistreringsprocesserna. I detta ingår uppgifter om anslutningspunkten, modulernas DC-kapacitet och växelriktarens AC-kapacitet. De har sedan tidigare information om kabeldimensioner och kabellängd. Nätoperatören mäter den inmatade solenergin samt spännings- och frekvensvariationer. Men de saknar uppgifter om solcellssystemens orientering, det vill säga azimut och lutning, menar Johan Lindahl:
– I sin drift och nätplanering gör de därför ofta ett antagande om ett värsta tänkbart scenario, vilket innebär att alla system kan producera med sin maximala kapacitet vid varje given tidpunkt och att det inte finns någon belastning i de byggnader där de är installerade. Har man ingen information om orienteringen av solpanelerna så kan man inte få fram hur mycket som i själva verket produceras och det leder till felaktiga prognoser.
Johan Lindahls fjärranalysverktyg, Analemmas,ger nätoperatören uppgifter om just solcellssystemens azimut och lutning. I korthet går processen till så här: Ett ortofoto delas in i många små bildrutor. En CNN-klassificering (convolutional neural network) för maskininlärning avgör om en given flygbild innehåller ett solcellssystem eller inte. Klassificeringen korrigeras i ett fåtal osäkra fall manuellt genom visuell inspektion av bilden med stöd av en korskontroll av registrerade solcellssystem från den lokala nätoperatören (DSO), och i sällsynta fall av visuella inspektioner på plats. För att få fram panelernas yta och exakta koordinater krävs en polygon som täcker panelerna. Hittills har detta gjorts manuellt, men nu utvecklas en U-net-modell för automatisk segmentering av panelerna. Polygonerna används för att koppla solcellssystemen till specifika fastighetsbeteckningar och specifika byggnader genom Lantmäteriets geodatatjänster. Fastighetsbeteckningen är den identifieringsnyckel som används för att koppla de identifierade solcellssystemen med rätt solcellssystem i nätägarens databaser. Lantmäteriets byggnadsskikt innehåller 49 detaljerade byggnadsändamål. Genom dessa kan solcellssystemen delas in i olika marknadssegment.
– När vi har samlat in all information kan vi simulera produktionen och då kan vi kvantifiera den utjämningseffekt som finns mellan olika anläggningar som har olika orientering.
Är det här ett verktyg som nätoperatörerna själva kommer att kunna köra?
– Nej, det är inte möjligt eftersom det kräver stora mängder träningsdata för att träna upp en sådan här maskininlärningsmetod vilken är tidskrävande att ta fram. Men vi kan hjälpa dem via vår redan tränade fjärranalysmetod få fram de data som de behöver för att kunna göra bra beräkningar i sina nätplanertingsverktyg, säger Johan Lindahl och fortsätter:
– För att ta ett exempel, om en nätoperatör har en transformatorstation med hög solcellspenetration och de känner att de börjar nå gränsen för vad som är möjligt att klara av, då kan vi göra beräkningar och förse dem med simuleringsvärden som de kan använda för att göra beräkningar som bättre stämmer med verklighetens produktion än att anta att alla solcellsanläggningar producerar sin maxkapacitet samtidigt. Det kan leda till att kostsamma nätinvesteringar kan undvikas eller skjutas på framtiden.
Bakgrundsfakta:
EU-kommissionen har uppskattat att en betydande mängd förnybar el kan komma att gå till spillo i framtiden på grund av otillräcklig kapacitet och flaskhalsar i Europas elnät. I ett scenario för nätutbyggnad 2040, som EU-kommissionen tagit fram, kan upp till 310 TWh förnybar energi komma att gå förlorad på grund av överbelastning i nätet. Det motsvarar nuvarande elanvändning i länder som Frankrike och Tyskland. Värdet av denna bortkastade förnybara energi förväntas stiga från 26 miljarder euro år 2030 till 103 miljarder euro år 2040.