I Tuvesvik på Orust planeras omfattande förändringar där 500 elbilsladdare, en elektrifierad färja och en ny hotell- och spaanläggning ska etableras. Det förväntas öka belastningen på elnätet i Tuvesvik med cirka 2 MW, vilket kräver förstärkning av den befintliga nätstationen och dess kringliggande nät.

Syftet med arbetet är att förbereda Västra Orusts Energitjänsts elnät i Tuvesvik för den förväntade effektökningen och därmed säkerställa god elkvalitet. Målet är att utarbeta förslag på nätförstärkning och ombyggnation, undersöka alternativet med ett batterilager som lastutjämnare samt ta fram kostnadskalkyler på dessa. Arbetet genomfördes som en kvalitativstudie, där litteraturstudier och analys av befintligt nät kombinerades med framtagning av möjliga framtidsscenarier och därmed simuleringar och kostnadsberäkningar.

Arbetet har genomförts genom att analysera mätdata från 2021–2023 baserat på antaganden om beteenden och säsongsvariationer, för att skapa fem normerade lastprofiler för de kommande lasterna i Tuvesvik. Därefter genomfördes simuleringar av olika lastscenarier baserat på timvärden.

Resultatet visade att transformatorn i Tuvesvik överbelastades i samtliga simulerade fall. Matande kabel blev inte överbelastad men riskerade att bli, vid reservmatning till nätstationen i Tuvesvik identifierades en sektion 50 mm2-kabel som överbelastades. Därefter simulerades olika batterilager som lastutjämnare för laddning av en elfärja, efter att lastprofilen för laddning av en elfärja uppdaterats.

Resultatet visade i samtliga fall att ett batterilager som lastutjämnare minskade nätbelastningen och spänningsvariationer. Avslutningsvis dimensionerades nya nätkomponenter för att hantera ökad belastning, och kostnadsberäkningar för ombyggnation genomfördes. Resultatet blev i samtliga fall att transformatorn i Tuvesvik, samt 50 mm2-kablarna behöver bytas ut. Kostnaden för ombyggnationen beräknades till mellan 993 000 kronor och 1,5 miljoner kronor beroende på fall. Ett batterilager för att stödja färjeladdning beräknades uppgå till mellan 2,5 och 9 miljoner kronor beroende på batterikapacitet.

Resultatet av arbetet visar att nätstationen i Tuvesvik och delar av kringliggande nät behöver byggas om för att klara det ökade effektbehovet. Ett batterilager kan bidra till att jämna ut effekttoppar, men innebär högre investeringskostnader. För att optimera nätet i Tuvesvik med ett batterilager rekommenderas fortsatta studier, inklusive alternativa reservmatningar och möjligheter att använda batterilagret för andra tjänster. Färjans batterikapacitet och tidtabell bedöms vara avgörande för de slutgiltiga dimensioneringarna.

In Tuvesvik on Orust, extensive development is planned, including 500 EV chargers, an electrified ferry and a new hotel and spa facility. This is expected to increase the load in thegrid in Tuvesvik by approximately 2 MW, necessitating a reinforcement of the existing substation and its surrounding electric grid.

The purpose of this project was to prepare Västra Orusts Energitjänst’s grid in Tuvesvik for the anticipated increase in power demand and to ensure good power quality. The goal was to propose grid upgrades and reconstructions, evaluate the use of a battery storage system as a load balancer and produce cost estimates for these measures. The work was conducted as a qualitative study, combining literature reviews and analysis of the existing network with the development of possible future scenarios, simulations and cost calculations.

The project was carried out by analyzing measurement data from 2021-2023, based on assumptions about behaviors and seasonal variations to create five different load profiles for the anticipated future loads in Tuvesvik. Simulations of different load scenarios were then conducted based on hourly data. 

The results showed that the transformer in Tuvesvik was overloaded in all simulated cases. The feeder cable was not overloaded but was at risk of becoming so. During backup feeding of the substation, a section of 50 mm2cable was identified as overloaded. Simulations of different battery energy storage systems as load balancers for ferry charging were then conducted after updating the ferry’s load profile. The results showed that, in all cases, a battery energy storage system reduces the grid stress and voltage variations. Finally, new network components were dimensioned to handle the increased load and cost calculations for reconstruction were carried out. In all scenarios it was concluded that the transformer in Tuvesvik and the 50 mm2cables need replacement. The reconstruction costs were estimated to range between 933,000 SEK and 1.5 MSEK, depending on the scenario. A battery storage system to support the ferry charging was estimated to cost between 2.5 MSEK and 9 MSEK depending on its capacity.

The results of the study indicate that the substation in Tuvesvik and parts of the surrounding network need to be rebuilt to handle the increased power demand. A battery energy storage system can help limit peak loads but entails higher investment costs. To optimize the grid in Tuvesvik with a battery energy storage system, further studies are recommended including alternative backup power options and potential uses for the battery in other services. The ferry’s battery capacity and timetable are considered critical for final design considerations.