Adaptivt batteri sänker energikostnader och effekttoppar i växthus

Jorge Solis, docent i elektroteknik, Karlstads universitet

Forskare vid Karlstads universitet har utvecklat en ny intelligent styrstrategi för batterilagring i klimatstyrda växthus. Genom att kombinera artificiell intelligens och signalbehandlingsalgoritmer med korttidsprognoser för elförbrukning och solelproduktion kan energikostnaderna minska samtidigt som belastningen på elnätet reduceras.

Växthus erbjuder optimala förhållanden för livsmedelsproduktion året runt, men är samtidigt mycket energikrävande. I den aktuella studien visar forskarna hur ett batterilagringssystem, styrt av förstärkningsinlärning, kan användas mer effektivt när växthuset har en hög andel lokal förnybar energi, såsom solceller.

– Resultaten visar att systemet för optimerad energianvändning skulle kunna tillämpas i större skala i exempelvis tillverkningsindustrin, där det behövs för att minska både produktionskostnader och koldioxidavtryck, säger Jorge Solis docent i elektroteknik vid Karlstads universitet. 

Systemet testades med verkliga driftsdata från ett klimatstyrt växthus vid Karlstads universitet, utrustat med solceller och batterilagring.

Tydliga ekonomiska vinster

Resultaten visar att den adaptivbaserade styrningen överträffar både traditionella fasta regler och enklare AI-modeller:

• De rörliga elkostnaderna minskade med 2,2 % i februari och 2,7 % i mars.
• Effekttoppar, som ligger till grund för så kallade high-load-avgifter, minskade med upp till 24 %.
• Den totala elkostnaden blev lägre än i alla jämförda scenarier.

Bidrar till ett mer hållbart energisystem

Forskningen är ett viktigt steg mot mer hållbar och kostnadseffektiv livsmedelsproduktion samt mot flexiblare energisystem som bättre kan hantera stora mängder förnybar el.

Studien har genomförts med stöd från Energimyndigheten inom programmet Energieffektivisering i belysning.

Fortsatt forskning och nya samarbeten

– Det känns mycket bra att andra näringslivsaktörer redan har visat intresse för att vidareutveckla den föreslagna adaptiv styrning av energilager för att tillämpa i större skala, säger Jorge Solis.

Ta del av studien

• Intelligent Control Strategy of a Battery Energy Storage for a Climate-Controlled Greenhouse with a High Proportion of Local Renewable Energy

Kontakt

Jorge Solis
Docent, Institutionen för ingenjörsvetenskap och fysik
E-post: jorge.solis@kau.se