Partner serwisu
07 sierpnia 2018

Czystsza energia dla wiejskich gmin

Kategoria: Artykuły z czasopisma

Przez ostatnie trzy lata w Puńsku realizowano międzynarodowy projekt RIGRID  – inteligentnych sieci elektroenergetycznych na obszarach wiejskich. Teraz przyszedł czas na podsumowania i wyciąganie wniosków.
 

Czystsza energia dla wiejskich gmin

W czerwcu 2015 roku, międzynarodowe konsorcjum pod przewodnictwem Instytutu Fraunhofera IFF z Madeburga, rozpoczęło pracę nad projektem RIGRID, który miał na celu analizę możliwości wprowadzania inteligentnych sieci typu Smart Grid na terenach wiejskich, utworzenie pakietu oprogramowania, mającego przyczynić się do ułatwienia realizacji takich sieci w przyszłości oraz przygotowanie instalacji demonstracyjnej. W skład konsorcjum realizującego projekt weszły cztery instytucje: firma Electrum, Europejski Instytut Miedzi, Instytut Elektroenergetyki Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej oraz Instytut Fraunhofera IFF.

W czasie realizacji kolejnych zadań, w szczególny sposób brano pod uwagę wpływ inwestycji w sieci inteligentne na życie lokalnej społeczności, sytuację ekonomiczną obszaru oraz techniczne wykonanie instalacji. Podczas początkowych analiz, próbowano zidentyfikować problemy oraz korzyści dla mieszkańców obszarów wiejskich związane z inwestycjami w infrastrukturę energetyczną, w szczególności OZE. Rozważano również zyski dla gminy, wynikające z instalacji sieci Smart Grid. Wnioski wyciągano nie tylko na podstawie teoretycznych analiz. Partnerem projektu jest miejscowość Dardesheim w Niemczech, gdzie od jakiegoś czasu funkcjonuje inteligentna sieć, wykorzystująca OZE. Podczas prac korzystano więc również z praktycznych doświadczeń mieszkańców.

Ważnym elementem projektu była analiza technicznych warunków pracy sieci na obszarach wiejskich w Polsce oraz w Niemczech. Wykonane opracowania pozwoliły na sformułowanie założeń potrzebnych do implementacji oprogramowania oraz instalacji demonstracyjnej.

Jednym z rozważanych aspektów pracy systemu elektroenergetycznego były zabezpieczenia sieci niskiego oraz średniego napięcia. W celu umożliwienia optymalnego doboru urządzeń zabezpieczających w nowej sieci, na Politechnice Warszawskiej wykonano modelowe stanowisko do testów zabezpieczeń oraz ich nastaw. Charakterystycznym urządzeniem zabezpieczającym, stosowanym w sieciach z OZE, jest zabezpieczenie przed pracą wyspową. Ma ono na celu przeciwdziałanie samodzielnej pracy części systemu z elektrownią OZE, po odłączeniu od zewnętrznego systemu elektroenergetycznego. Przygotowane stanowisko laboratoryjne pozwala między innymi na analizę poprawności pracy takich urządzeń.

Wirtualny Puńsk

W czasie planowania nowych inwestycji w infrastrukturę energetyczną, istotne jest zaprojektowanie optymalnej struktury oraz przestrzennego rozkładu instalowanych urządzeń. W ramach RIGRID utworzono dwa narzędzia ułatwiające te czynności. Zaimplementowano system, wyznaczający optymalną strukturę sieci, biorąc pod uwagę minimalizację kosztów inwestycji, przy zachowaniu wszystkich koniecznych ograniczeń. Drugim narzędziem jest program pozwalający na wizualizację komputerową nowej infrastruktury na terenie planowanym pod inwestycję. Pracę obu systemów przetestowano na przykładzie miejscowości Puńsk położonej w północno-wschodniej Polsce. W ramach testów wykonano trójwymiarowy, wirtualny model Puńska, zmierzono dobowy profil nasłonecznienia obszaru oraz profil obciążenia dla miejscowości.

Kolejnym z narzędzi utworzonych w czasie trwania projektu jest program do analizy ekonomicznej opłacalności inwestycji. Narzędzie pozwala m.in. na oszacowanie średniego kosztu produkcji energii z nowej elektrowni OZE, czasu zwrotu inwestycji, wpływu na emisję CO2 wynikającą z produkcji energii elektrycznej. Narzędzie posiada również funkcjonalność wspomagającą planowanie konfiguracji farmy wiatrowej, instalacji fotowoltaicznej czy elektrowni na biopaliwo. Używając programu, można też oszacować wpływ inwestycji na rynek pracy w regionie.

Przedstawione wyniki pracy konsorcjum dotyczą teoretycznych rozważań budowy sieci inteligentnych. Projekt zakładał również praktyczne testy stworzonych rozwiązań oraz budowę instalacji demonstracyjnej. Jako lokalizację demonstratora wybrano miejscowość Puńsk. Demonstrator utworzono, rozbudowując istniejącą infrastrukturę oczyszczalni ścieków. W efekcie powstała sieć Smart Grid, złożona z elektrowni fotowoltaicznej, magazynu energii, generatora diesel oraz urządzeń odbiorczych oczyszczalni. W czasie normalnej pracy, elektrownia fotowoltaiczna generuje energię na potrzeby oczyszczalni, pozwalając na oszczędności związane z ograniczoną potrzebą zakupu energii. Magazyn energii przechowuje nadmiar wyprodukowanej energii, oddając ją w sytuacji zwiększonego zapotrzebowania lub niewystarczającej produkcji przez instalację fotowoltaiczną. W sytuacji awaryjnej, kiedy napięcie w zewnętrznej sieci zanika, zabezpieczenie przed pracą wyspową odłącza elektrownię fotowoltaiczną oraz magazyn i zainicjowana zostaje praca generatora diesel. Po ustabilizowaniu napięcia, z powrotem włączona zostaje elektrownia oraz magazyn energii. Ich praca odciąża generator i pozwala zaoszczędzić paliwo.

Powyższe działania dotyczą głównie aspektów technicznych oraz ekonomicznych instalacji Smart Grid. Aspekt społeczny takich inwestycji obejmuje przede wszystkim odpowiednią komunikację i informowanie o planowanych przedsięwzięciach. Konsorcjum RIGRID realizuje go poprzez publikacje materiałów informacyjnych oraz artykułów na temat projektu, jak również przez działalność centrum informacyjnego przy Urzędzie Gminy Puńsk.

Teraz będzie łatwiej

W czasie trzech lat trwania projektu zrealizowano modelową inwestycję w sieć Smart Grid. Zaczynając od analizy sytuacji w miejscu inwestycji, poprzez odpowiednie symulacje, aż do docelowej inwestycji. W czasie trwania całego projektu prowadzone były działania komunikacyjne, informujące lokalną społeczność o planowanych pracach. Dokumentacja projektu oraz instalacja demonstracyjna w Puńsku mogą przyczynić się do łatwiejszej realizacji podobnych projektów w innych miejscach w Polsce i Europie.

Artykuł został również opublikowany w nr 4/2018 magazynu "Energetyka Cieplna i Zawodowa".
 

fot. 123rf.com
Nie ma jeszcze komentarzy...
CAPTCHA Image


Zaloguj się do profilu / utwórz profil
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ