Reklama
https://www.bosch-homecomfort.com

Rola magazynów energii w procesie transformacji energetycznej

Rozwój odnawialnych źródeł energii (OZE) towarzyszy nam od lat 90-tych zeszłego wieku. Jednak najbardziej dynamiczne zmiany obserwujemy w ostatniej dekadzie. Były one wspierane przez różne programy i dotacje krajowe oraz ze strony UE. Dodatkowo towarzyszył temu znaczny wzrost opłacalności i rozwój technologii pozyskiwania energii elektrycznej. Farmy fotowoltaiczne (PV) oraz elektrownie wiatrowe (WT) to stały element polskiego krajobrazu, a zmiana modelu wytwarzania energii z centralnego na rozproszony to także nasza rzeczywistość, która jest dużym wyzwaniem dla krajowego systemu energetycznego, zwłaszcza na obszarach z dużym nasyceniem instalacji PV. Wysoki poziom generowanej energii elektrycznej w tym samym czasie powoduje przeciążenia i niewydolność sieci elektroenergetycznej. Skutkiem tej sytuacji są wyłączenia instalacji fotowoltaicznych i ograniczenie generowania zysków dla inwestorów.

Rola magazynów energii w procesie transformacji energetycznej
Rola magazynów energii w procesie transformacji energetycznej

W powyższych przypadkach zastosowanie znajduje proces magazynowania energii, który przyczynia się do poprawy parametrów sieci, niwelując wiele problemów systemu energetycznego. Elektrochemiczne magazyny energii to technologia, która będzie w przyszłości odgrywała bardzo istotną rolę w systemie elektroenergetycznym, stabilizując pracę sieci przesyłowej, sprzyjając tym samym operatorom systemu dystrybucyjnego (OSD). Stabilizacja parametrów sieci, eliminacja strat mocy, eliminacja strat związanych z przesyłem energii na większe odległości, wsparcie rynku bilansującego, uzupełnienie luk w infrastrukturze sieci elektroenergetycznej, możliwość magazynowania nadwyżek energii pozwalająca na jej wykorzystanie w późniejszym czasie to tylko część zalet wynikających z zastosowania magazynów energii w sieci dystrybucyjnej. Istotnym jest również fakt, iż samo magazynowanie energii to tylko jedna z wielu funkcjonalności tych urządzeń. Dzięki zaimplementowanemu systemowi sterowania i zarządzania (Energy Management System, EMS) magazyn energii staje się ważnym elementem wpływającym na parametry sieci niskiego napięcia (nn) oraz sieci średniego napięcia (SN) na danym obszarze.

Funkcjonalności magazynów energii w sieci nn:

  • bilansowanie mocy czynnej linii nn,
  • kompensacja mocy biernej i odbiorów nn,
  • stabilizacja napięcia w zadanych granicach,
  • symetryzacja napięcia,
  • kompensacja wyższych harmonicznych,
  • stabilizacja częstotliwości poprzez ograniczenie mocy czynnej (LFSM-O).

Dla sieci SN będą to przede wszystkim możliwości:

  • bilansowania mocy czynnej linii SN,
  • kompensacji mocy biernej linii SN,
  • stabilizacja częstotliwości (LFSM-O, LFSM-U),
  • stabilizacja napięć międzyfazowych.
2 1 2
Rysunek 1. Obszary zastosowań magazynów energii w sieci niskiego napięcia.

Drugą grupą podmiotów mogących wykorzystywać tę technologię są przedsiębiorstwa będące w posiadaniu źródeł wytwórczych (PV/WT). Magazyny energii w tym przypadku mogą prowadzić do optymalizacji kosztów oraz podnoszenia efektywności operacyjnej. Możliwość zwiększenia wykorzystania energii z OZE na potrzeby własne, arbitraż cenowy czy aktywny udział w rynku mocy, to tylko część zalet inwestycji w magazyn energii.

Wykorzystanie różnicy w cenach energii w zależności od taryf pozwala na zakup tańszej energii do naładowania magazynu i jej późniejszą sprzedaż w godzinach o wysokim zapotrzebowaniu, generując zyski z odsprzedaży energii elektrycznej po wyższej cenie. Na podobnej zasadzie odbywa się magazynowanie produkowanej energii z farmy fotowoltaicznej i odsprzedaż podczas występowania wyższych taryf zarabiając na różnicach cenowych. Dodatkowo, dzięki magazynom przedsiębiorstwa mogą zredukować moc zamówioną, co skutkuje obniżeniem kosztów ponoszonych przez firmę. Magazyny energii pełnią także rolę kompensatora mocy biernej, co eliminuje potrzebę zakupu tradycyjnych kompensatorów. Zapewniają one również bezpieczeństwo procesom technologicznym dzięki zgromadzonej rezerwie oraz poprawiają niezawodność zasilania, co prowadzi do redukcji strat. Stabilny poziom napięcia sprzyja także procesom produkcyjnym.

Dzięki analizie parametrów sieci w czasie rzeczywistym, realizowanej przez systemy zarządzania magazynem energii, przedsiębiorstwa mogą szybko reagować na zmiany, co dodatkowo zwiększa ich efektywność operacyjną. Ostatecznie, magazyny energii umożliwiają także udział w programach wsparcia finansowego oraz generowanie dodatkowego przychodu poprzez udział w programach DSR (Demand Side Response), czy możliwość świadczenia odpłatnych usług elastyczności na rzecz OSD.

Dynamiczny rozwój elektromobilności to kolejny z obszarów, w którym magazyny energii znajdują swoje zastosowanie. Urządzenia te są zoptymalizowane do współpracy z szybkimi i ultraszybkimi stacjami ładowania pojazdów elektrycznych, a ich głównym celem jest zwiększenie przepustowości takich stacji, zwłaszcza w warunkach ograniczonych mocy przyłączeniowych. Magazyn pełni także istotną rolę bufora energii, umożliwiając szybkie ładowanie pojazdów elektrycznych, nawet przy niewystarczającej mocy przyłączeniowej, wykorzystując do tego celu energię pochodzącą z odnawialnych źródeł energii (OZE).

Grupa Apator jako producent magazynów energii dostarcza urządzenia, które znajdują swoje zastosowanie na wielu płaszczyznach, których wcześniej omówione funkcje przyczyniają się do optymalnego wykorzystania energii pochodzącej z OZE. Zrealizowane dotychczas projekty dostarczyły firmie cennych informacji i doświadczeń, które pomagają w obraniu odpowiedniego kierunku przy kolejnych realizacjach i projektach związanych z magazynami energii.

3

Dostarczony magazyn energii w Gminie Ochotnica Dolna o mocy 50 kW i pojemności 138 kWh w technologii bateryjnej LFP pozytywnie wpłynął na sieć i ustabilizował wartości napięcia w punkcie przełączenia oraz zniwelował asymetrie napięciową. Wyłączenia prosumenckich instalacji fotowoltaicznych całkowicie ustały, dzięki czemu w gminie wzrósł potencjał wykorzystania OZE bez konieczności rozbudowy infrastruktury dystrybucyjnej.

Kolejną realizacją Apatora był innowacyjny magazyn energii zainstalowany w Bydgoszczy, dzięki któremu możliwa jest stabilizacja mocy OZE poprzez gromadzenie nadwyżek energii i oddawanie ich do sieci w godzinach zwiększonego zapotrzebowania. Magazyn zapewnia stabilizację napięć oraz kompensację mocy biernej, działając zgodnie z harmonogramem użytkownika i regulując odkształcenia sieci. Analizując dotychczasową pracę magazynu można powiedzieć, iż był to istotny krok w kierunku zrównoważonej przyszłości energetycznej tego obszaru.

Trzecia realizacja jest o tyle ciekawa, iż w procesie produkcji magazynu wykorzystano używane baterie LTO. Przeznaczenie tego magazynu to przede wszystkim symetryzacja napięć fazowych w sieci dystrybucyjnej nn, stabilizacja napięcia poprzez krótkotrwałe gromadzenie nadwyżek energii oraz regulacja mocy biernej. Dostarczony system EMS umożliwia optymalne zarządzanie poziomem naładowania baterii oraz integracja z systemem SCADA operatora.

Rozwój odnawialnych źródeł energii oraz rosnące ceny energii elektrycznej stawiają przed operatorami systemu dystrybucyjnego i przedsiębiorstwami nowe wyzwania. W odpowiedzi na te potrzeby rynku, Grupa Apator rozwija swoje kompleksowe rozwiązania w obszarze magazynowania energii. Urządzenia te nie tylko zapewniają bezpieczeństwo energetyczne, ale także umożliwiają obniżenie kosztów związanych z zasilaniem, co z kolei zwiększa konkurencyjność przedsiębiorstwa.

Dla przemysłu inwestycje w magazyny energii mogą przynieść krótki czas zwrotu inwestycji i stabilizację obszarów produkcji, co ma pozytywny wpływ na działanie całego systemu elektroenergetycznego. W obliczu zmian taryf i cen energii elektrycznej, rosnącej roli OZE oraz konieczności stabilizacji profilu produkcji energii, magazyny energii stają się kluczowym narzędziem wspierającym transformację energetyczną oraz budowę bezpieczeństwa energetycznego. Grupa Apator, poprzez swoje innowacyjne rozwiązania, odgrywa istotną rolę w tym procesie, przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju oraz poprawy efektywności energetycznej.

Kontakt:
Szymon Piasecki
Menedżer Produktu ds. OZE
Apator SA
kom.: +48 783 830 191
e-mail: [email protected]

Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis!

Dodaj komentarz