En analys av rotationsenergi från SMR:er En jämförelse med synkrona kompensatorer och kommersiell kärnkraft

Abstract

Vårt elnät förses från flera olika kraftgenereringstekniker som kärnkraft, vattenkraft och vindkraft som framställer el som driver hela Norden framåt. Skillnaden mellan vindkraft och de andra teknikerna är att vindkraft inte framställer rotationsenergi som de andra elproducenterna gör. Rotationsenergi eller svängmassa är en biprodukt som skapas av roterande objekt som är synkront kopplat till elnätet som turbiner i kärnkraftverk eller rotorn i en synkron kompensator. Rotationsenergi hjälper till att stabilisera elnätet och gör det mer robust mot frekvensändringar då effektuttaget ändras snabbt. Idag finns det ett underskott av rotationsenergi i det nordiska elnätet på grund av att flera kärnkraftsreaktorer har avvecklats de senaste åren. I det här examensarbetet studeras elnätet och dess uppbyggnad samt två tekniker som kan bidra med rotationsenergi till elnätet, SMR:er (Små modulära reaktorer) och synkrona kompensatorer, en kort jämförelse mellan kommersiell kärnkraft utförs även. SMR:er är en ny teknik av kärnkraft och för närvarande finns det ingen information om hur mycket rotationsenergi som de kan skapa. En kvalitativ studie har därför bedrivits för att beräkna fram riktvärden för hur mycket rotationsenergi som SMR:er kan tillföra. Dessa värden har sedan jämförts med synkrona kompensatorer och kommersiell kärnkraft för att kunna bedöma hur tekniken står sig mot redan etablerade tekniker. För att jämföra de olika teknikerna mot varandra jämförs hur många SMR:er och SK som hade behövs för att tillgodose ett behov på 49 GWs. Beräkningarna utfördes med hjälp av Emin och Emax från resultat delen. Studien konstaterar att en SMR-modul genererar mellan 211–1367 MWs beroende på hur mycket effekt den producerar. Studien har konstaterar även att minst 36 stycken SMR-moduler behövs för att möta ett behov på 49 GWs, modulerna hade även producerat 10,8 GW till det nordiska elnätet. Antalet SK med påkopplat svänghjul för att tillföra samma rotationsenergi är minst 108 stycken medan antalet kärnkraftreaktorer är minst 6 stycken.