Na koniec maja 2021 r. moc zainstalowana fotowoltaiki w Polsce wynosiła blisko 5 GW i nadal rośnie w bardzo szybkim tempie. W celu zapewnienia stabilnej podaży energii pochodzącej ze słońca czy wiatru, należy postawić na decentralizację sieci i budowę lokalnych magazynów energii. W pierwszej kolejności powinny one znaleźć zastosowanie w przemyśle, gdzie niezbędne jest zapewnienie ciągłości działania procesów przy jednoczesnym obniżeniu stopnia emisji CO2 z tzw. brudnych źródeł energii – co z kolei pozostaje jednym z wymogów Europejskiego Zielonego Ładu.
Magazyny energii jako element mikrosieci to temat bardzo aktualny. Wpływa na to zarówno wzrost zapotrzebowania na energię, który do 2040 r. ma zwiększyć się dwukrotnie, jak i dążenie do jej pozyskiwania ze źródeł odnawialnych, co pozwala zniwelować emisję gazów cieplarnianych. Kolejnym elementem tej układanki jest postępująca cyfryzacja. Umożliwia ona pozyskiwanie danych w czasie rzeczywistym i ich przetwarzanie, dzięki czemu możliwe stało się optymalizowanie wielu aspektów funkcjonowania zarówno firm, jak i gospodarstw domowych. Jednym z nich jest wykorzystanie różnych źródeł energii elektrycznej i cieplnej.
Zmianie uległ łańcuch powiązań energetycznych. Od modelu jednokierunkowego, gdzie energia wytwarzana była w elektrowniach i odbierana przez konsumentów (opcjonalnie odbiorcy wytwarzali ją na własne potrzeby z wykorzystaniem generatorów bazujących na innym rodzaju paliwa), następuje zwrot do modelu prosumenckiego. Oznacza to, że każdy może wytwarzać czystą energię dzięki OZE – czy to na swoje potrzeby, czy z przeznaczeniem na sprzedaż do sieci energetycznej. Skutkiem jest decentralizacja całego systemu zaopatrywania w energię, do czego przyczynia się właśnie powstawanie tzw. mikrosieci.
Mikrosieci – co to takiego?
– Mikrosieci to zintegrowane systemy, które składają się z połączonych ze sobą rozproszonych zasobów energetycznych oraz obciążeń w jasno określonych granicach elektrycznych. Działają jako pojedynczy podmiot sterowany i nadzorowany w odniesieniu do głównej sieci zasilania. Ich kluczowym elementem są odnawialne źródła wytwórcze jak panele fotowoltaiczne czy wiatraki. Kolejnym składnikiem mikrosieci są coraz częściej magazyny energii pozwalające na akumulację jej nadwyżek wytworzonych w czasie działania rozproszonych źródeł energii. Mikrosieci stanowią także ważny element do utrzymania stabilności parametrów sieci dla wszystkich urządzeń zasilanych z tego systemu – wyjaśnia Krzysztof Burek, Lider Aplikacji Produktowych w Pionie Zarządzania Energią w Schneider Electric.
Powstawanie mikrosieci stanowi odpowiedź na trzy kluczowe potrzeby klientów:
1.
Możliwość skutecznego i samodzielnego zarządzania kosztami związanymi
ze zużyciem energii. Posiadacze mikrosieci mają wpływ na, to kiedy i w
jakim zakresie korzystają z własnych źródeł prądu, a kiedy niedobory
uzupełniają z głównej sieci energetycznej. Decydują, czy nadwyżki
energii magazynują w banku energii (jeśli taki posiadają w ramach
własnej instalacji), czy też sprzedają je do głównej sieci (jeśli
mikrosieć jest powiązana z główną siecią energetyczną).
2.
Zrównoważony rozwój – jeśli przedsiębiorstwo lub gospodarstwo chce
zminimalizować swój ślad węglowy, powinno zwrócić się w stronę zielonej
energii, na co pozwala właśnie inwestycja w mikrosieć.
3. Potrzeba
zapewnienia ciągłości dostaw energii dla swojej działalności. Mikrosieć
pozwala zdywersyfikować wykorzystywane źródła zasilania, uniezależnić
się od podmiotów z zewnątrz, a zatem zyskać pewność w zakresie
niezakłóconych dostaw energii. Pozwala też uniknąć pełnego zaniku
zasilania (zaciemnienia) podczas awarii sieci głównej.
Dlatego nie
dziwi fakt, że w szybkim tempie powstają kolejne mikrosieci, które
zasilają zarówno pojedyncze domy jedno- lub wielorodzinne, jak i
biurowce czy różnej wielkości zakłady produkcyjne. Czasem nawet całe
dzielnice. Zapotrzebowanie jest jednak znacznie większe.
Można wyróżnić trzy tryby pracy mikrosieci:
1.
Mikrosieć powiązana – kiedy mikrosieć jest podłączona do sieci głównej i
następuje dwustronna wymiana energii pomiędzy sieciami.
2.
Mikrosieć przygotowana do pracy wyspowej – kiedy połączenie z siecią
główną zostaje zerwane, wówczas mikrosieć, która została do tego
przygotowana, może dalej pracować i zasilać najważniejsze elementy
infrastruktury, dla których została stworzona.
3. Mikrosieć
pracująca poza główną siecią – kiedy mikrosieć nie ma żadnego powiązania
z główną siecią energetyczną, a została stworzona tylko do zasilania
wybranej infrastruktury, np. zakładu produkcyjnego.
Tryb pracy
sieci musi zostać określony na etapie jej wstępnego projektu, aby układ
był przygotowany do stawianych przed nim zadań.
– Schneider
Electric ma w swojej ofercie szereg rozwiązań dedykowanych mikrosieciom.
Są to elementy związane z odnawialnymi, rozproszonymi źródłami energii:
rozwiązania dla magazynów energii, inwerterów pod układy
fotowoltaiczne, stacje ładowania samochodów elektrycznych czy szafy
sterownicze. Dysponujemy również urządzeniami związanymi z dystrybucją
energii. Warto tu wymienić: wysokiej klasy analizatory sieci, cyfrowe
wyłączniki, czy też nowoczesne rozdzielnice SN lub nN – wymienia
Krzysztof Burek.
Kluczowym elementem, który integruje całą
aparaturę, jest oprogramowanie. Firma Schneider Electric oferuje dwa
systemy do zarządzania energią:
• EcoStruxure Microgrid
Advisor – pozwala na prognozowanie i optymalizację zużycia, produkcji,
przechowywania lub sprzedawania energii. Zaopatrzony w zaawansowane
algorytmy predykcyjne wspierane przez sztuczną inteligencję, stanowi
„mózg” całego systemu mikrosieci. Oprogramowanie pozyskuje dane z wielu
źródeł, także tych zewnętrznych, jak np. dane na temat ograniczeń mocy,
prognozy pogody, cen na rynku energii oraz poziomu zapotrzebowania na
energię. Dzięki temu można optymalizować pracę całego układu.
•
EcoStruxure Microgrid Operation – zapewnia stabilność i bezpieczeństwo
dostaw energii we wszystkich warunkach pracy sieci. Oferuje możliwość
sterowania poszczególnymi elementami pracy mikrosieci.
Zarządzanie mikrosiecią w praktyce
Na
skuteczne zarządzanie mikrosiecią pozwalają panele operacyjne systemów z
rodziny EcoStruxure, na których mogą być wizualizowane wszystkie
elementy tworzące system mikrosieci. Przepływy energii są pokazywane w
czasie rzeczywistym w formie przyjaznego interfejsu, a dane w postaci
łatwych do analizy wykresów.
– Oprogramowanie w zależności od
potrzeb pozwala na uzyskanie różnorodnych informacji, które można
śledzić, nadzorować i prognozować, co wspiera automatyzację operacji
związanych z rozliczaniem kosztów energii. Dzięki rozwiązaniom z zakresu
sztucznej inteligencji system uczy się na bieżąco i dopasowuje do
oczekiwań użytkownika – podkreśla Krzysztof Burek ze Schneider Electric.
Oprogramowanie
gwarantuje całemu systemowi, którego poszczególne elementy stale
komunikują się ze sobą, najwyższy poziom cyberzabezpieczeń.
Więcej
na temat praktycznego zastosowania mikrosieci można znaleźć w webinarze
Schneider Electric w serwisie YouTube: „EcoStruxure Microgrid.
Efektywność i niezawodność dzięki Mikrosieciom”.
Krzysztofa Burek, ekspert Schneider Electric
Energetyka, OZE
Gospodarka odpadami, Recykling
Ekologia, Ochrona środowiska
E-transport, E-logistyka, E-mobilność
EkoDom, EkoBudownictwo
EkoRolnictwo, BioŻywność
Prawo, Administracja, Konsulting
Komisja Europejska: polski plan osiągnięcia celów klimatycznych za mało ambitny
MFW Baltica. Ogłoszono chętnych na przeprowadzenie monitoringu morświnów
Ministrowie Zielonych obstawali przy rezygnacji z atomu mimo przeciwnych ekspertyz
Fluxys mianowany operatorem sieci wodorowej w Belgii
W resorcie klimatu na transformację energetyczną zaplanowano z KPO ponad 100 mld zł
Columbus podsumował rok 2023
Ropa brent | 83,76 $ | baryłka | 1,33% | 11:11 |
Cyna | 23110,00 $ | tona | 0,64% | 29 lis |
Cynk | 2507,00 $ | tona | -0,87% | 29 lis |
Aluminium | 2177,00 $ | tona | 0,60% | 29 lis |
Pallad | 1021,53 $ | uncja | -1,54% | 11:10 |
Platyna | 936,30 $ | uncja | -0,31% | 11:11 |
Srebro | 25,06 $ | uncja | 0,08% | 11:11 |
Złoto | 2038,40 $ | uncja | -0,33% | 11:11 |