Teknologisk Institut – Kommunikation mellem varmepumper og energisystem skaber fleksibilitet

Standardiseret kommunikation mellem varmepumper er en af flere
vigtige brikker i strategien for udnyttelse af varmepumpers
fleksibilitet og udbredelsen af vedvarende energi i det danske
energisystem. For at samle op på tidligere erfaringer på området og
understøtte varmepumpernes muligheder i et SmartEnergy system, har
man igangsat HPCOM projektet, hvor man netop er i gang med at
klarlægge de barrierer, som hindrer vejen for Smart Grid
varmepumper.

Varmepumper spiller en helt central rolle i udbredelsen af
vedvarende energi i det danske energisystem, og udviklingen af
fælles internationale kommunikationsstandarder på området samt
definition af state-of-the-art testfaciliteter, som understøtter
varmepumpernes muligheder i et SmartEnergy system, er vigtig for at
kunne udnytte de fleksibilitetsydelser, som varmepumper kan levere
i de forskellige markeder for el.

HPCOM styrker udviklingen af Smart Grid
varmepumper
HPCOM projektet, som er støttet af ForskVE midlerne, der
administreres af Energinet.dk, blev igangsat sidste sommer med det
formål at understøtte denne udvikling, bl.a. gennem udarbejdelse af
forslag til nye standarder på området samt udarbejdelse af grundlag
for nye Smart Grid laboratoriefaciliteter, GAP analyse på FoU
området og ikke mindst opbygning af platform for videnspredning til
branchen og andre interessenter. HPCOM projektet løber frem til
midten af 2017.

HPCOM projektgruppen består af Insero Energy, Neogrid
Technologies, Eurisco og Teknologisk Institut samt Intelligent
Energistyring a.m.b.a. Mere information om HPCOM projektet kan
findes på hpcom.dk.

Tidligere erfaringer viser vejen
Bag projektet står en række aktører, som gennem de seneste år har
deltaget aktivt i flere Forsknings-, Udviklings-, og
Demonstrationsprojekter (FUD) inden for Smart Grid, og projektet er
tænkt som et samlingspunkt for resultaterne af alle de nationale og
til dels internationale projekter, der er på området. En lang række
af disse projekter har genereret nogle ganske interessante
resultater, som desværre sjældent kommer rigtigt i spil ift.
branche, myndigheder og andre aktører på området. HPCOM har derfor
særligt fokus på at indhente viden og erfaringer, som kan bringes
ud over rampen og være med til at sikre en hurtigere udrulning af
varmepumper i et fleksibelt energisystem.

Undersøgelse påviser barriererne for Smart Grid
varmepumper
HPCOM har nu kørt et års tid, og der er allerede en række
interessante resultater. En større undersøgelse af både
igangværende og afsluttede projekter på området har for eksempel
vist, at projektets fokusområder rammer direkte ind i det store
hul, som et langt stykke af vejen er barrieren for udbredelse af
Smart Grid ready varmepumper. De mest udtalte barrierer er emner
som harmoniserede standarder, både kommunikations- og
dokumentationsstandarder, og mangel på en ordentlig business case,
både for de firmaer som skal levere varmepumperne og naturligvis
for forbrugeren. Aktører, som i dag intet incitament har til at
blive “Smart Grid ready”.
Herudover er der en helt overordnet udfordring, som ikke relaterer
sig direkte til det fleksible energisystem, nemlig at hele
varmepumpemarkedet i dag er yderst presset, bl.a. fordi de lave
oliepriser resulterer i et næsten stillestående
varmepumpemarked.

Ny strategi og roadmap
Med de gennemførte analyser i HPCOM som udgangspunkt er der
udarbejdet en FUD strategi og roadmap, som beskriver de områder,
der fremadrettet kræver yderligere belysning. Områderne, hvor de
ca. 30 undersøgte projekter allerede har afdækket de teknologiske
udfordringer samt en række barrierer af ikke-teknisk art, er
naturligvis også beskrevet, således at fremtidens forskningsmidler
kan målrettes de områder, hvor der stadig er uklarheder. Det
forventes, at det udarbejdede notat kan offentliggøres i løbet af
efteråret 2015.

Opfordring til internationalt
standardiseringssamarbejde
HPCOM har med støtte fra det danske standardiseringsudvalg på
området fremsendt en opfordring til den Europæiske
Standardiseringsorganisation (CEN) om, at man på europæisk plan får
aftalt nye standarder på området. Denne henvendelse har desværre
endnu ikke haft nogen synlig effekt, men der arbejdes på at få
nogle af medlemsstaterne til at gå ind i arbejdet med udarbejdelse
af de nødvendige fælles retningslinjer på området. Særligt Tyskland
er interessant, fordi man her allerede har et SG READY mærke til
varmepumper, som er lanceret af den tyske varmepumpeforening
BWP.

Teknologisk Institut har i ForskEl projektet, Smart Grid Open,
set nærmere på, om SG Ready mærkede varmepumper kan anses for at
være Smart Grid ready i en dansk sammenhæng. Desværre er det noget
uklart, præcis hvordan BWP afgør, om en varmepumpe opfylder kravet
for at kunne opnå SG Ready mærket, da kriterierne er lidt uklare.
Der er pt. ca. 500 varmepumpemodeller optaget på BWPs liste over SG
ready varmepumper.

Test af SG Ready varmepumper gav uønskede
reaktioner
Teknologisk Institut har i Smart Grid Open projektet foreløbigt
testet et par af de mange varmepumper med det tyske SG Ready mærke.
Man har undersøgt varmepumpernes reaktion på de to SG Ready
signaler, som ifølge forskriften skal kunne styre varmepumpen i
fire forskellige driftsmodes. SG Ready signalerne kan komme fra en
aggregator eller elforsyningen. Der måles kun på eksterne signaler,
f.eks. elektrisk forbrug, mens varmepumpen arbejder i de
forskellige driftsmodes, som var den placeret i et hus. Testen af
de første SG Ready varmepumper har dog ikke været opløftende. Efter
længere tids test med uønskede reaktioner har det bl.a. vist sig,
at der var forskel i leverandørens SW versioner i forskellige
lande. Andre resultater viste, at varmepumpernes indkodede
spærretid (tidsinterval, hvor genstart er blokeret efter et stop)
gør, at man ikke kan regne med momentant at kunne tvangsstarte den
enkelte varmepumpe for at afhjælpe akut overspænding i en radial. I
HPCOM projektet føres disse test videre og der suppleres ligeledes
med fieldtest, der skal afgøre, hvordan styringen foregår i
praksis.

Udvikling af dansk SG test
SG Ready mærket kan dog måske være en Smart Grid ready
grænseflade, som varmepumpebranchen kan enes om, og dermed være
egnet til at bygge mere avanceret styring ovenpå. Teknologisk
Institut arbejder i HPCOM projektet videre med at udvikle en
overensstemmelsestest svarende til SG Ready mærket.
I de kommende måneder arbejdes der i projektgruppen videre på den
endelige formulering af roadmap og strategi på området, og
herudover er arbejdet fokuseret omkring de standarder, som
fremadrettet skal danne grundlag for fælles kommunikation samt
dokumentation af varmepumper.

Konference om avanceret energilagring og Smart Grid
varmepumper
Den 1. december 2015 afholder Teknologisk Institut den årlige
konference “Avanceret energilagring”, som denne gang har temaet:
“Virtuel energilagring med Smart Grid styrede varmepumper”. 
Både HPCOM og Smart Grid Open projekterne medvirker i konferencen.
Tilmelding og program findes på projektets hjemmeside.