Vad är en dunkelflaute? Och hur kan vi motverka den?

Dunkelflaute: ingen sol, ingen vind

Det finns ingen heltäckande och standardiserad definition av en dunkelflaute. Men om vi håller oss till begreppet så handlar det om längre tidsperioder då varken solen skiner eller vinden blåser. Vi har alltså mörker i kombination med vindstilla.

Detta innebär att varken solpaneler eller vindkraftverk når sin fulla effekt för strömförsörjningen med förnybara energisystem. När det gäller ytterligare orsakssamband skulle en dunkelflaute därför leda till en märkbar nedgång i inmatningen av el. Detta innebär vissa utmaningar för ett samhälle som strävar efter att täcka sina energibehov på ett hållbart sätt från förnybara källor.

Hur ofta inträffar dunkelflauten och hur länge varar de egentligen?

Särskilt under vintern är det större risk för att utbudet och efterfrågan på el kommer att ligga långt ifrån varandra. Energibehovet under kalla och mörka månader är högt, helt enkelt på grund av den extra uppvärmningen och belysningen. Samtidigt är dagarna kortare. Som ett resultat av detta minskar den tidsmässiga tillgången på solljus. Om man till detta lägger faser med svag vind kallas det en ”kall dunkelflaute”.

Intressant nog inträffar dessa "kalla dunkelflauten” i ett tydligt definierat tidsfönster, enligt information från miljömyndigheten. I sin högsta frekvens omfattar detta bara en tvåveckorsperiod från den 23 januari till den 6 februari. Detta var resultatet av mätningar som gjordes mellan 2006 och 2016 – vilket framgår av användningen av konventionella kraftverk för att täcka den ökade efterfrågan på energi. Enligt Deutschlandfunk rapporterar det Kölnbaserade Science Media Center om tre långvariga dunkelflauten under vintermånaderna mellan 2015 och 2020.

Varför är lagringsmoduler så viktiga för en effektiv hantering av dunkelflauten?

Batterier och uppladdningsbara batterier hör till de mest kända formerna av energilagringsmoduler. Men det finns fler sätt att bevara elektrisk energi. Alla former av lagring bygger på principen att omvandla en energiform på ett sådant sätt att den blir ”lagringsbar” så att den kan utnyttjas vid olika tidpunkter. Här omvandlas t.ex. flyktig elektricitet till kemisk energi.

Välkända exempel på detta är olika former av batterier och det breda området Power-to-X med elektrokemisk elektrolys av vatten till väte och syre. Energilagringsmoduler kan också använda läges- och rörelseenergi som funktionsprincip – t.ex. i form av pumpkraftverk, tryckluftslagringssystem eller masslagringssystem med roterande svänghjul. Även termiska enheter som islagringssystem blir allt viktigare i samband med en övergång till elbaserad uppvärmning.

Mer om Power-to-X

Vindkraftverk, energilagringsmodul och bensintank i solnedgången

Vad kan batterierna göra för att motverka en dunkelflaute?

När vindkraftparker kombineras med ett industriellt batterilager får anläggningarna en funktionell boost för att motverka en dunkelflaute. Lagringsmodulen absorberar den energi som genereras och som blir över när vinden blåser och det produceras mer el än vad som behövs.

Vid en dunkelflaute kan el matas in från lagringsmodulen. Batterier fungerar därför som en buffert och är värdefulla för nätstabiliteten – även utanför en dunkelflaute. Denna struktur är särskilt intressant för äldre vindkraftparker som inte är berättigade till statliga subventioner. Samma funktionsprincip gäller även för kombinationen med solcellsanläggningar. Om produktionen från solljuset överstiger efterfrågan lagras den. Om tjocka molnlager passerar över himlen matar lagringsmodulen nätet på ett riktat sätt.

Vad har en dunkelflaute gemensamt med lasthantering?

De tekniska möjligheterna att begränsa effekterna av en dunkelflaute på försörjningssäkerheten liknar de som man för närvarande fokuserar på inom fastighetsstyrning och fabriksautomation under rubriken lasthantering och hantering av effekttoppar eller kapning av effekttoppar.

Maxbelastningar är dyra och utgör en belastning för strömförsörjningen. Energilagringsmoduler kan användas för att jämna ut förbrukningstoppar – med andra ord för att kapa toppar i efterfrågan på el. Det är därifrån begreppet ”kapning av effekttoppar” kommer. Lagringsmoduler är alltså ett bra sätt att skapa harmoni i nätet. Det hela blir ännu mer effektivt när elproduktion och elförbrukning harmoniseras med hjälp av sektorkoppling.

Vad gör sektorkopplingen i ett All Electric Society under en dunkelflaute?

Ett effektivt energinätverk kan skapas genom att koppla samman sektorer – t.ex. genom att koppla samman byggnader, produktionsanläggningar, lagringssystem och solcellsanläggningar med varandra när det gäller energi- och datateknik. På så sätt är det möjligt att flytta energiflöden inom ett smart mikronät.

Den nära anslutningen mellan energikonsumenter och -producenter säkerställer att det finns en balans. Det hela kan liknas vid ett självutjämnande system. Dessutom öppnar sektorkopplingen upp för möjligheten att kunna styra hela system med sina många tvärförbindelser och beroendeförhållanden. Sektorkoppling är nyckeln till att bana väg för ett All Electric Society – och också ett effektivt sätt att bekämpa en dunkelflaute.

Mer om sektorkoppling

Sammanfattning

Dunkelflauten har ett naturligt ursprung och kan därför inte förhindras. Studier visar att längre perioder utan sol och vind endast förekommer sällan under ett år. Men med intelligent sammankopplade sektorer, digitala sätt att inhämta information och framför allt användning av energilagringsmoduler kan effekterna av dunkelflauten hanteras effektivt och med standardteknik som redan finns tillgänglig idag.