Hvad er en mørk stilstand (også kaldet Dunkelflaute)? Og hvordan kan vi imødegå det?

Mørk stilstand: ingen sol, ingen vind

Der findes ikke nogen virkelig omfattende og standardiseret definition af mørke stilstande. Men hvis vi holder os til begrebet, er der tale om længere perioder, hvor hverken solen skinner eller vinden blæser. Så vi har mørke i kombination med stilstand, dvs. vind, der står stille.

Det betyder, at hverken solpaneler eller vindenergianlæg vil nå deres fulde ydelse til strømforsyninger fra vedvarende energianlæg. Som en konsekvens af dette vil den mørke stilstand derfor føre til en mærkbar nedgang i forsyningen af elektricitet. Det giver visse udfordringer for et samfund, der ønsker at dække sit energibehov på en bæredygtig måde ved hjælp af vedvarende energikilder.

Hvor ofte opstår der mørke stilstande, og hvor længe varer de egentlig?

Især i vinterperioden er der større mulighed for, at udbud og efterspørgsel efter elektricitet vil være langt fra hinanden. Energibehovet i de kolde og mørke måneder er højt, simpelthen på grund af den ekstra opvarmning og belysning. Samtidig er dagene også kortere. Som følge heraf falder den tidsmæssige tilgængelighed af sollys. Hvis man dertil lægger svage vindfaser, taler det tyske miljøagentur om en "kold, mørk stilstand".

Interessant nok forekommer disse "kolde mørke faser" i et klart defineret tidsvindue, ifølge oplysninger fra miljømyndigheden. På sit højeste dækker det kun en periode på to uger fra 23. januar til 6. februar. Det var resultatet af målinger foretaget mellem 2006 og 2016 – hvilket fremgår af brugen af konventionelle kraftværker til at dække den øgede efterspørgsel efter energi. Ifølge Deutschlandfunk rapporterer det Köln-baserede Science Media Center om tre langvarige perioder med strømnedgang i vintermånederne mellem 2015 og 2020.

Hvorfor er opbevaring så vigtigt for effektivt at modvirke mørke stilstande?

Batterier og genopladelige batterier er blandt de mest kendte former for energilagring. Men der er andre måder at bevare den elektriske energi på. Alle former for lagring er baseret på princippet om at omdanne en energiform på en sådan måde, at den bliver "lagerbar", så den kan udnyttes på forskellige tidspunkter. Her omdannes f.eks. flygtig elektricitet til kemisk energi.

Kendte eksempler på dette er forskellige former for batterier og det brede felt Power-to-X med elektrokemisk elektrolyse af vand til brint og ilt. Energilagre kan også bruge positions- og bevægelsesenergi som et aktivt princip – f.eks. i form af pumpelagringsanlæg, trykluftlagersystemer eller masselagringssystemer med roterende svinghjul. Termiske enheder som f.eks. islagersystemer bliver også stadig vigtigere i løbet af en elektrisk baseret varmeovergang.

Mere om Power-to-X

Vindmøller, energilagring og gastank i solnedgang

Hvad kan batterierne gøre for at modvirke en mørk stilstand?

Når vindmølleparker kombineres med et industrielt batterilager, får vindmøllerne et funktionelt boost til at modvirke en mørk stilstand (Dunkelflaute). Lagringssystemet gemmer den producerede energi, der er til overs, når vinden blæser, og der produceres mere elektricitet, end der er brug for.

Hvis der er stilstand, kan der tilføres elektricitet fra lagringssystemet. Batterier fungerer derfor som en buffer og er værdifulde for nettets stabilitet – også uden for en mørk stilstand. Denne struktur er især interessant for ældre vindmølleparker, der ikke er berettiget til statstilskud. Det samme driftsprincip gælder også for kombinationen med solcelleanlæg. Hvis udbyttet fra sollyset overstiger efterspørgslen, lagres det. Hvis der passerer tykke lag af skyer over himlen, forsyner lagersystemet nettet på en målrettet måde.

Hvad har mørke stilstande til fælles med belastningsstyring?

De tekniske muligheder for at begrænse virkningerne af en mørk stilstand på forsyningssikkerheden ligner dem, der i øjeblikket fokuseres på inden for bygningsstyring og fabriksautomatisering under overskriften styring af spidsbelastninger eller peak shaving.

Spidsbelastninger er dyre og belaster forsyningsnettet. Energilagre kan bruges til at udjævne spidsbelastninger – med andre ord til at fjerne spidsbelastninger i strømforbruget. Det er her, udtrykket "peak shaving" (begrænsning af spidsbelastninger) kommer fra. Lagring er derfor en god måde at skabe harmoni i netværket på. Det hele bliver endnu mere effektivt, når elproduktion og -forbrug harmoniseres gennem sektorkobling.

Hvad yder sektorkoblingen i The All Electric Society under en mørk stilstand?

Et effektivt energinetværk kan skabes ved at forbinde sektorer – f.eks. ved at forbinde bygninger, produktionsanlæg, lagringssystemer og solcelleanlæg med hinanden med hensyn til energi- og datateknologi. På den måde er det muligt at flytte energistrømme inden for et intelligent microgrid.

Den tætte forbindelse mellem energiforbrugere og -producenter sikrer, at der er balance. Det hele kan sammenlignes med et selvnivellerende system. Derudover åbner sektorkobling op for muligheden for at styre hele systemer med deres mange tværforbindelser og afhængigheder. Sektorkobling er nøglen til at bane vejen for et All Electric Society – og også et effektivt middel til at bekæmpe mørke stilstande (Dunkelflaute).

Mere om sektorkobling

Konklusion

Mørke stilstande er af naturlig oprindelse og kan derfor ikke forhindres. Undersøgelser viser, at længere faser uden sol og vind kun forekommer sjældent i løbet af et år. Men med intelligent forbundne sektorer, digitale måder at indhente oplysninger på og frem for alt brug af energilagre kan virkningerne af den mørke stilstand håndteres effektivt og med standardteknologi, som allerede er tilgængelig i dag.