W kontekście rosnących wyzwań związanych z dostarczaniem zielonej, stabilnej i jakościowej energii elektrycznej oraz zmniejszających się możliwości przyłączeniowych wykorzystanie cable poolingu i magazynów energii nabiera szczególnego znaczenia. Połączenie magazynu energii z farmami wiatrowymi i słonecznymi daje poprawę efektywności i stabilności systemu energetycznego. W poniższym artykule omówimy zalety instalacji hybrydowych OZE z magazynem energii oraz wykażemy jak magazyny energii wpływają na parametry jakościowe energii elektrycznej.

Cable pooling – koncepcja

Cable pooling to strategia, która polega na współdzieleniu infrastruktury przyłączeniowej pomiędzy różnymi źródłami energii elektrycznej. W ramach tego modelu, źródła energii, takie jak elektrownie słoneczne, wiatrowe czy wodne, mogą korzystać z tych samych instalacji przyłączeniowych, dzięki czemu redukowane są koszty inwestycyjne oraz minimalizowane są ograniczenia związane z brakiem mocy przyłączeniowych. Dodatkowym elementem tego scenariusza są magazyny energii odgrywające kluczową rolę przez zapewnienie elastyczności i wydajności systemu.

Cable pooling w Polsce

Możliwość współdzielenia jednego przyłącza dla dwóch źródeł energii to temat, który w Polsce pojawiał się wielokrotnie. Początkowo, jako szansa w opracowaniach naukowych, a obecnie jako nowelizacja ustawy o OZE. Eksperci twierdzą, że otwarcie drzwi dla cable poolingu to możliwość zainstalowania kolejnych 12TWh zielonej energii bez konieczności modernizacji instalacji przesyłowej. Dodają również, że ten potencjał mógłby wzrosnąć jeszcze bardziej instalując magazyny energii.

Cable pooling i magazyn energii

Patrząc na kraje, gdzie cable pooling stosowany z powodzeniem widać, że jego nieodzownym elementem jest magazyn energii. Poprawny dobór magazynu energii jest korzyścią dla producenta energii oraz operatora sieci przesyłowej. 

Pierwsza z nich pomoc magazynów energii w redukcji wahań w dostawie energii. Magazyny energii pozwalają na gromadzenie nadmiarowej energii w okresach, gdy produkcja przewyższa zapotrzebowanie. W momencie spadku produkcji, na przykład w nocy lub w czasie braku słońca, magazyny mogą dostarczać zgromadzoną energię, stabilizując dostawę i minimalizując ryzyko przerw w dostawie.

Druga kwestia to elastyczność i optymalizacja użycia energii. Magazyny energii umożliwiają przechowywanie energii wtedy, gdy jest jej nadmiar, a następnie wykorzystywanie jej w okresach popytu, co prowadzi do optymalizacji wykorzystania różnych źródeł energii. To pozwala na zmniejszenie zużycia konwencjonalnych, często bardziej zanieczyszczających źródeł energii w godzinach szczytu.

Następną korzyścią jest redukcja kosztów infrastrukturalnych. Współdzielenie kabli przesyłowych przez różne źródła energii eliminuje konieczność budowy nowych linii przesyłowych dla każdego źródła oddzielnie. To prowadzi do znaczącej redukcji kosztów inwestycyjnych i minimalizuje zakłócenia w środowisku.

Z kolei patrząc pod katem wyzwań transformacji energetycznej i redukcji emisji gazów cieplarnianych magazyny energii gwarantują zwiększenie udziału energii odnawialnej w miksie energetycznym. Magazyny energii pozwalają na efektywniejsze integrowanie źródeł energii odnawialnej, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, do systemu energetycznego. Mogą przechowywać energię z okresów dużego wiatru lub słońca i dostarczać ją do sieci w momencie, gdy warunki atmosferyczne nie są tak korzystne.

Co więcej, bardzo istotnym dla całego systemu jest stabilność sieci energetycznej. Dzięki magazynom energii, sieć energetyczna staje się bardziej elastyczna i odporna na nagłe zmiany w produkcji i popycie. To przekłada się na większą stabilność systemu i mniejsze ryzyko wystąpienia awarii. To z kolei jest również minimalizowane przez poprawę parametrów jakościowych energii. Tę funkcję realizuje moduł sterowania Energate, który został zbudowany na bazie filtra aktywnego XINUS. Sprawdzone i niezawodne rozwiązanie od Elmech stało się integralnym elementem magazynu energii Energate. Funkcja filtra aktywnego to nie tylko jakość energii, ale również bezpieczeństwo i wyższa efektywność energetyczna.

Stabilizacja napięcia i częstotliwości

Jednym z kluczowych parametrów jakościowych energii elektrycznej jest stałe napięcie i częstotliwość dostarczanej energii. Fluktuacje napięcia mogą prowadzić do uszkodzeń sprzętu elektrycznego oraz wydajności różnych urządzeń. Moduł sterowania magazynu Energate pozwala na niwelowanie chwilowych zmian w produkcji i popycie, utrzymując stabilność napięcia w sieci. W momencie spadku napięcia, Energate dostarcza przechowywaną energię, a w przypadku jego wzrostu - absorbowuje nadmiar.

Redukcja wahań napięcia

Nagłe wahania napięcia, znane jako "spadki i podskoki", mogą wpływać na wydajność i trwałość urządzeń elektronicznych oraz elektromechanicznych. Magazyny energii Energate, reagując na dynamiczne zmiany napięcia, mogą natychmiast dostarczać lub absorbować energię, co pozwala utrzymać napięcie na stabilnym poziomie. To z kolei przekłada się na dłuższą żywotność urządzeń i minimalizację potrzeby ich częstej konserwacji. 

Zwiększenie jakości energii z odnawialnych źródeł

Źródła energii odnawialnej, takie jak energia słoneczna czy wiatrowa, mogą generować energię w sposób niestabilny, w zależności od warunków atmosferycznych. Magazyny energii Energate poprawiają jakość energii dostarczanej do sieci przesyłowej. Należy pamiętać, że producenci energii są zobowiązani do dostarczania energii o konkretnych parametrach jakościowych, więc funkcja filtra aktywnego działa korzystnie zarówno dla producenta i odbiorcy energii, w tym przypadku OSD.

Minimalizacja Harmonicznych i Zaburzeń

Energia elektryczna zawiera często składowe harmoniczne, które mogą prowadzić do zakłóceń w pracy urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Magazyny Energate, dzięki funkcji filtra aktywnego działa jako bufor, wchłaniając te zakłócenia i dostarczając wygładzoną energię o mniejszej zawartości harmonicznych. To przekłada się na większą niezawodność i wydajność urządzeń. 

Wnioski

Magazyny energii, w połączeniu z koncepcją cable pooling, stanowią nie tylko narzędzie do optymalizacji i elastycznego zarządzania energią elektryczną, ale także kluczowy element poprawy parametrów jakościowych dostarczanej energii. Stabilizacja napięcia i częstotliwości, redukcja wahań napięcia, zwiększenie jakości energii z odnawialnych źródeł oraz minimalizacja zakłóceń to aspekty, które przyczyniają się do zwiększenia niezawodności i trwałości systemu energetycznego. W konsekwencji, wykorzystanie magazynów energii w cable pooling staje się kluczowym elementem budowy zrównoważonego, niezawodnego i efektywnego systemu energetycznego przyszłości.

Zmiany prawne w ustawie o OZE otwierają szerzej drzwi dla cable pollingu, co za tym idzie również dla magazynów energii. Mając na uwadze transformację energetyczną, coraz większy nacisk na redukcję emisji gazów cieplarnianych  i możliwości infrastrukturalne Energate to łącznik pomiędzy odbiorcami i producentami energii, który również realizuje interesy OSD.