Rapport

Risker med obalans på grund av solpaneler med enfas växelriktare

Uppdaterad 2025-01-22 Publicerad 2016-01-18

Det är troligt att ett större antal enfasiga solpaneler installeras framöver. En sådan situation kan leda till ökad obalans i lågspänningsnäten. Resultaten visar att risken för stor obalans är liten.

Projektet, som har drivits av Energiforsks Risk- och Tillförlitlighetsprogram, kvantifierar risken för att tillåtna gränsvärden överskrids och att trefasutrustning drabbas. Projektet levererar även uppskattning av acceptansgränsen vid olika typer av realistiska elnät samt stora och små produktionsanläggningar. Avslutningsvis ger projektet rekommendationer angående behovet att ställa krav på solpaneler.

Projektet kom fram till följande resultat:

  • För en stor del av nätet kommer risken att vara liten för att obalansen blir för stor, även om en stor del av kunder ansluter solpaneler genom enfasiga växelriktare. För ett typiskt lågspänningsnät på landsbygden visade det sig att anslutning av 6 kW växelriktare för nästan alla kunder, inte leder till att obalansen blir för stor. I svagare landsbygdsnät finns det en stor risk att 2-% gränsen i minusföljdspänning kommer att överskridas. Det gäller framförallt när det redan innan anslutningen finns höga värden på spänningens obalans.
  • En tillkommande risk med anslutning av enfasiga anläggningar är att risken för överspänning ökar.
  • Risken med för höga värden av obalans är att livslängden för trefasmotorer minskas. Men varaktighet av höga obalansvärden på grund av enfasig-anslutna solpaneler är begränsade. Därför förväntas det inga märkbara minskningar av livslängden.
  • En annan risk är att trefasomriktare slås ut. Denna risk går inte att uppskatta med nuvarande information och förväntas vara stark beroende på fabrikat.
  • Vid anslutning av enfas växelriktare mot svaga delar av nätet kommer obalansen med stor sannolikhet att överskrida de tillåtna värdena. Att ställa krav att alla växelriktare är trefasiga skulle förebygga detta. Men författarna anser ändå inte att det är rimligt att ställa detta krav på alla kunder. Istället är det mer rimligt att tillåta enfasväxelriktare för största delen av nätet men att ställa krav på trefasväxelriktare när förimpedansen överskrider ett visst värde. Gränsvärden på förimpedansen beror på storleken av panelen som ansluts.
  • Det föreslås att elnätägarna får ansvar för att solpanelerna fördelas mellan de tre faserna. Det borde även bedömas vilka förberedande mätningar av förimpedans och befintlig sobalans är möjliga i de lågspänningsnät där solpaneler förväntas installeras.

Det gjordes allmänna beräkningar på förenklade nätmodeller, samt detaljerade beräkningar på ett typiskt landsbygdsnät hos Skellefteå Kraft Elnät. I sistnämnda fallet beräknades den så kallade transferimpedans-matrisen med hjälp av programvaran PowerFactory. Denna matris används i programvaran Matlab för att räkna ut obalansen för ett stort antal kombinationer.

Det finns i allmänhet begränsade kunskaper om obalans. Det behövs särskilda studier för att kartlägga konsekvenser av obalans samt nivåerna på obalans i Svenska lågspänningsnät.

Utöver det rekommenderar rapportens författare att metoden som används i rapporten, tillämpas på flera distributionsnät; starkare nät men även svagare nät.

Till slutet bör det påpekas att alla slutsatser och rekommendationer i denna rapport gäller endast obalans, inte andra former av påverkan av enfasig anslutna solpaneler.

Nyheter

Nu på engelska: Magnetism kopplas till svetsproblem i fjärrvärmesystem

Flera fjärrvärmebolag har upplevt en större mängd defekter i svetsfogar på fjärrvärmerören jämfört med för ett par år sedan. Forskning visar att problemet har att göra med ökad magnetism i rören. I projekten Svetsbarhet av fjärrvärmeapplikationer etapp 1 och 2, har forskare funnit starka indikationer på att det beror på otillräcklig avmagnetisering av stålrören efter tillverkning. Nu finns rapporterna även på engelska.

30 apr 2025 - Värme och kyla


Vattenkraftens uthållighet: 80% produktion under kritiska veckor

Svensk vattenkraft har potential att producera på cirka 80% av sin tillgängliga kapacitet under 1–3 veckor, vilket motsvarar ungefär hälften av toppbehovet. Det visar en ny studie från Chalmers som ger oss en djupare förståelse för vattenkraftens förmåga att hantera perioder med hög efterfrågan och låg vindkraftproduktion.

28 apr 2025


Handbok ska hjälpa fjärrvärmebranschen att prioritera temperatureffektiviseringar

Hur sänker vi temperaturerna i dagens fjärrvärmesystem? I en rapport lyfts flera exempel, däribland Luleå Energis framgångsrika arbete med sänkta systemtemperaturer.

22 apr 2025 - Värme och kyla


Var i landskapet ska den nya gröna elproduktionen få plats?

Var i landskapet ska den fossilfria elproduktionen rymmas, när landskapet är så viktigt för den nordiska självbilden? Det ska samhällsplanerarna Daniel Urey och Alexander Marek från Lablab försöka ge svar på i forskningsprojektet Speed Local.

17 apr 2025 - Energisystem


Avbördningssäkerhet i Norden

Dammar måste kunna avbörda överskottsvatten på ett säkert sätt vid högflödessituationer. I det nordiska klimatet är avbördningssäkerhet en central fråga för samtliga anläggningar, oavsett orsaken till avbördningsbehovet. James Yang på Vattenfall och KTH har vidareutvecklat och med hjälp av kollegor utvärderat två olika typer av pianotangentutskov som kan förbättra avbördningssäkerheten.

16 apr 2025


Nyhetsarkiv

Om rapporten

Rapportnummer

2015:130

Författare

Daphne Schwanz, Math Bollen, Sarah Rönnberg