DTU’s energilaboratorium på Risø Campus bliver nu udvidet, så forskere og udviklingsafdelinger i energiindustrien kan teste fremtidens bæredygtige energisystem i en endnu mere virkelighedsnær opsætning.

Store marker med solceller, der vender sig efter solen. Havvindmøller, der kan producere både el og brint. Elbiler, der tanker elektricitet, men også leverer den tilbage til elnettet, hvis behovet opstår. Sådan ser nogle af byggeklodserne til fremtidens sammenkoblede energisystem ud. Hertil skal lægges en sammenkobling af el-, varme- og brintsystemerne for at udnytte den grønne energi optimalt.

Som et 10.000 mand stort symfoniorkester skal alle disse små og store enheder i en nær fremtid spille sammen i morgendagens energisystem. Det kræver nye metoder til styring – og masser af øvelse.

Den øvelse kan forskere fra ind- og udland og folk fra energiindustrien opøve i DTU’s energilaboratorium System Integration Lab (SYSLAB), som er en del af PowerLabDK, ligesom de kan teste og udvikle samspillet imellem enheder, der bruger, producerer og lagrer energi. Og med en samlet bevilling på 57 millioner fra de såkaldte UNILAB-midler bliver SYSLAB-faciliteterne på Risø Campus nu udvidet til bl.a. også at kunne rumme power-to-X-faciliteter samt brint- og varmesystemer. Det giver mulighed for at teste, hvordan man bedst sammenkobler de forskellige dele af energisystemet.

”Den grønne omstilling kræver en massiv forskningsindsats, som vi nu får mulighed for at stille laboratorier til rådighed for. Vi glæder os over i endnu højere grad at kunne samarbejde med industrien om at skabe de helt rigtige løsninger til fremtidens bæredygtige energisystem og afprøve dem her på DTU’s campus på Risø,” siger rektor på DTU, Anders Bjarklev.

Fremtidens smarte, styrbare og sikre energisystem

Bevillingen udmønter sig i 20 nye testenheder ud over de ladestandere til elbiler, solceller, vindmøller, batterier, huse og andre bygninger m.m., der allerede er en del af faciliteterne. Udvidelsen indbefatter fx en intelligent kontorbygning med kontrolcenter og demonstrationslaboratorium, varmepumper og intelligent styring.

I alt kan det levende laboratorium ved Roskilde Fjord snart bryste sig af at råde over 40 energiforbrugende og -producerende apparater fordelt på omkring en kvadratkilometer grund. Læg dertil 4,8 kilometer nye fjernvarmerør, der forbinder SYSLAB’s seks bygninger og de tre snart sammenkoblede el-, varme- og brintsystemer.

Henrik Bindner er seniorforsker ved DTU Elektro’s Center for El og Energi. Han bruger SYSLAB til daglig og har været en del af forskningssiden, som har leveret idéer og ønsker til laboratorieudvidelsen, så denne er fremtidssikret.

”Vores samfund bliver i højere grad elektrificeret, og en kerneopgave for os forskere er nu hurtigt at få udviklet og testet de digitale løsninger, der gør vores energisystem smart, styrbart og sikkert, så vi kan udnytte den grønne energi fra sol og vind, uden at forbrugerne pludselig står uden strøm eller varme,” siger han og fortsætter:

”Der er en udfordring i at få sat de forskellige el-, varme- og brintsystemer sammen, så man fysisk får lavet de rigtige koblinger mellem elektrolyseapparater, varmepumper osv. og derved kan flytte energi fra det ene system til det andet. Og så er det vigtigt at få lavet styringen af systemet og enhederne i det.”

Her er digitalisering grundlaget. Det vil sige at kunne udnytte de mange målinger på forskellige ting til at koordinere produktion og fleksibelt forbrug, fx power-to-X-enheder eller intelligente kontorbygninger, der skal styres, forklarer seniorforskeren.

”Men det, der er mest interessant, er den koordinerede styring. Vi har et elsystem her på Risø og får et varme- og brintsystem. Vi får altså to systemer mere, der skal holdes i balance, og så skal der holdes balance mellem de tre systemer, så de opfører sig, som vi vil have dem til. Det er kernen og det svære og der, hvor SYSLAB adskiller sig fra andre laboratorier.”

Et levende og fleksibelt laboratorium

Det er dyrt for energiindustrien at teste eksempelvis en ny type vindmølle eller styringsmetode i virkeligheden, hvor rigtige forbrugere kan blive generet, og lovgivning desuden ofte spænder ben for afprøvningen.

I SYSLAB kan man efterligne forskellige såkaldte styringshierarkier, forklarer Henrik Bindner. Det betyder, at laboratoriets solceller, vindmøller, intelligente huse, elektrolyseanlæg, varmepumper osv. kan indstilles til at efterligne forskellige scenarier, fx et energisystem på en ø, et lokalt energifællesskab eller en hidtil ukendt måde at organisere energimarkedet på.

Udvidelsen af DTU’s energilaboratorium vækker glæde hos Ørsted, hvis aktiviteter tæller både hav- og landvind, sol- og bioenergi samt power-to-X og energilagring.

”Danmark har en førende position inden for fremtidens energisystemer med et stærkt elnet og et veludbygget fjernvarmesystem. Det er vigtigt, at vi som samfund kan afprøve, hvordan alle disse grønne løsninger bedst spiller sammen i el- og fjernvarmesystemerne på en omkostningseffektiv måde, og det giver et sammenhængende laboratorium som SYSLAB mulighed for,” siger Sten Stoltze, vice president for Engineering i Ørsted.

Projekteringen af den intelligente kontorbygning er i fuld gang og er i øjeblikket i udbud. De første etaper af laboratoriet forventes at blive taget i brug i løbet af 2022