Gotland är unikt i många avseenden inklusive det faktum att det bara finns en enda elförbindelse till fastlandet. Ön är därför mycket beroende av den lokalproducerade elen. Samtidigt är distributionsnätet bitvis gammalt med många luftledningar och inte byggt för att hantera stora mängder förnybar el, som vindkraft.

Faktiskt finns det så mycket vindkraft idag – 195 MW – att det inte går att addera mer utan att det byggs ytterligare en kabel till fastlandet så att överskottet kan exporteras. Ett andra alternativ är att förbrukningsmönstret hos kunderna ändras.

Gotland är därför en ideal plats för ett fältförsök, vilket Smart Grid Gotland tagit fasta på. Projektet startade år 2012 och avslutades vid årsskiftet 2016/17. Budgeten var på 130 miljoner kronor.

– Inom smartenergivärlden är det ett ganska känt projekt eftersom vi kom ända i mål och fick bra resultat rätt över, säger Mattias Wedberg som arbetar på ABB men som också varit med och delat projektledarrollen för Smart Grid Gotland.

Projektet hade tre huvuddelar: att få in mer installerad vindkraft, att minska avbrotten och se hur förnybar energi påverkar elkvaliteten samt att undersöka om konsumenterna var villiga att ändra sina vanor. 

När det gällde kvaliteten på leveranserna, i praktiken antalet avbrott, så var målet att minska dessa med 20 procent. I verkligheten blev det 27 procent.

Gotland är en tacksam plats för den här typen av förbättringar i och med att ön har förhållandevis mycket luftledningar. Jämför man istället med storstadsområden som Stockholm är de flesta elledningar nedgrävda och därmed inte lika utsatta för nedfallande träd och annat som kan orsaka avbrott.

För att minimera avbrotten på Gotland installerades en ny digital substation plus nya zonbrytare som gör det möjligt att koppla bort en mindre del av nätet vid ett fel och därmed minska antalet abonnenter som blir utan ström.

Totalt är det runt 2000 abonnenter som är anslutna till den nya substationen, som kommer från ABB. De är av storleksordning som en större container som tillsamman med befintlig transformator omvandlar spänningen från 70 kV till 10 kV. I stationen finns olika sensorer som levererar digitala data till den nya moderna överordnade driftcentralen. Hela Gotland har ett 30-tal substationer.

Att montera upp zonbrytare är inget stort arbete men projektet har visat att det är kostnadseffektivt och radikalt minskar de längre avbrotten. I Gotlandsprojektet användes sju zonbrytare från ABB som satt på ett par utgående luftledningar från den nya substationen som matar omkringliggande abonnenter.

För att ytterligare förbättra informationen från nätet byttes också 1200 elmätare ut. Förutom att mäta och rapportera elförbrukningen kan de slå larm om en eller flera faser har fel spänning eller saknas. På detta sätt kan felsökningen snabbas upp och felställen enklare lokaliseras.

En annan uppgift för Smart Grid Gotland var att ta reda på om hushållen var beredda att ändra sina förbrukningsmönster. 270 hushåll fick en liten dosa som läser av blinket från den befintliga elmätaren för att beräkna förbrukningen, temperaturmätare samt styrenhet för värmesystemet. Dessa kommunicerar via wifi med ett överordnat centraliserat styrsystem som kan koppla i och ur värmepannan och varmvattenberedaren. Lösningarna ser lite olika ut beroende på om värmesystemet är vattenburet eller har andra komponenter som luftvärmepump, men kräver normalt en elektriker för installationen.

Styrningen kan ske automatiskt eller manuellt av de som bor i huset. 

– 65 procent av hushållen med automatstyrning har minskat sin förbrukning och många har flyttat förbrukningen till billigare timmar. Om alla gjorde så skulle nätet kunna dimensioneras annorlunda eftersom man slipper höga topplaster, säger Mattias Wedberg.

En sak att komma ihåg är att timpriset på el inte fluktuerar särskilt mycket över dygnet i Sverige. För att ändå få användarna att ändra sina vanor modifierades elpriset så att det var lite dyrare och lite billigare än i verkligheten.

– Det har varit en del kraftiga förändringar i priset den senaste tiden och jag skulle tro att det bli ännu mer volatilt framöver.

Ytterligare en aspekt är den psykologiska när man som konsument släpper kontrollen till ett överordnat system. Många var oroliga för hur det skulle fungera i praktiken, att de skulle få duscha kallt. 

– Har man en varmvattenberedare på 300 liter sjunker temperaturen inte nämnvärt om den är avstängd nån timme. Dessutom har vi i Sverige välisolerade hus, säger Mattias Wedberg.

Förutom att styra på priset finns möjligheten att komplettera styrningen med prognoser som förutspår när det kommer att blåsa mycket. Några timmar i förväg skulle man kunna skicka ut en signal som slår ifrån värmepannor och varmvattenberedare. Dessa skulle sedan kunna kopplas in när vinden ökat för att nyttja den genererade elen maximalt.

Om det trots detta blir överskott på el skulle systemet kunna styra ned några av vindkraftverken vilket gör att man kan installera fler och därmed ha en större andel vindel kalla dagar med stor efterfrågan. På sommaren, eller om det är fel på kabeln till fastlandet så att man inte kan exportera elen, kan produktionen dras ned genom att ett antal vindsnurror kopplas bort.

Majoriteten av de som fått nya styrsystem vill behålla dem. För att vara exakt fortsätter 114 hushåll med automatstyrning medan ytterligare 52 behåller appen där man kan se förbrukningen timme för timme.

– Det har varit ett varit lyckat projekt både vad gäller beteende och förbrukning. Det har fått folk att inse att man kan få ned förbrukningen med samma komfort som idag. Allt är automatiskt, det är bara luta sig tillbaka, säger Mattias Wedberg. 

Det finns diskussioner kring en fortsättning för att testa saker som inte kom med. Ett möjligt område är energilager, det vill säga batteribankar som kan lagra billig överskottsenergi för att pytsa ut den när efterfrågan är hög. Ett annat skulle kunna vara ännu mer smarta överordnade IT-system.