Potencjał drzemiący w technologiach hybrydowego magazynowania energii wdrażanych lokalnie
Lokalne wytwarzanie energii odnawialnej w budynkach mieszkalnych oraz grupach budynków może przyczynić się do odciążenia sieci energetycznych, ale istotną przeszkodą jest nieregularność dostaw zależna od nasłonecznienia lub wiatru. W ramach finansowanego ze środków UE projektu SCORES testowano wyposażone w system zarządzania energią, zaawansowane systemy magazynowania energii odnawialnej wytwarzanej lokalnie za pomocą paneli słonecznych. „Wykorzystując kombinację technologii, które można dostosować do lokalnych rynków, magazynujemy energię, którą można wykorzystać, gdy nie da się jej produkować z odnawialnych źródeł energii”, wyjaśnia Erwin Giling, koordynator projektu z Holenderskiej Organizacji Zastosowań Nauki (TNO), która jest gospodarzem projektu. Technologie zostały zaprezentowane w Austrii i Francji w dwóch kompleksach budynków podłączonych zarówno do sieci energetycznej, jak i ciepłowniczej.
Zasilanie zintegrowanych rozwiązań dotyczących magazynowania
W ramach projektu SCORES przetestowano szereg rozwiązań w zakresie zasilania i ogrzewania, dostosowując integrację i instalację komponentów w budynkach. Należały do nich: kolektor słoneczny, fotowoltaika, pompy ciepła typu woda-woda i powietrze-powietrze, system magazynowania energii elektrycznej oparty na używanych akumulatorach litowo-jonowych, system akumulatorów redoks do magazynowania ciepła, materiały zmiennofazowe do efektywnego magazynowania ciepła oraz dobrze izolowany zbiornik buforowy do magazynowania ciepłej wody użytkowej przez ponad tydzień przy minimalnych stratach. W celu skomercjalizowania ostatniej z wymienionych technologii uruchomiono start-up Newton Energy Solutions. W oparciu o dane testowe i symulacje zespół opracował algorytmy koordynujące system zarządzania energią w budynkach, który łączył, kontrolował i optymalizował różne technologie, by zrównoważyć podaż i zużycie energii. Najbardziej innowacyjne technologie wdrożono w dwóch kompleksach budynków, natomiast dane z projektu wykorzystano do symulacji systemów w pełnej skali.
Efekty wdrożenia technologii przekraczają oczekiwania
Punktem odniesienia dla oceny komponentów projektu był budynek, w którym nie wprowadzono żadnych innowacji. „Symulacje dla budynku demonstracyjnego we Francji wykazały, że integrując systemy pomp ciepła powietrze-powietrze i woda-woda z instalacją wykorzystującą słoneczną energię cieplną, zredukowano zużycie energii z sieci energetycznej o 37,7 % netto w porównaniu z punktem odniesienia. Zamontowanie paneli fotowoltaicznych na dachu poprawiło ten wynik – zużycie energii spadło o 56 %”, mówi Giling. Zespół stwierdził, że użycie w tej symulacji trzech technologii magazynowania – systemów magazynowania energii opartych na używanych akumulatorach litowo-jonowych, zmiennofazowych materiałów magazynujących ciepło oraz udoskonalonego akumulatora redoks do magazynowania ciepła – doprowadziłoby do redukcji netto nawet o 60 % przy optymalizacji pod kątem zużycia przez sam budynek. W przypadku austriackiej symulacji samo użycie pompy ciepła mogłoby zmniejszyć zużycie energii o nawet 70 %. „Udało nam się obniżyć zużycie energii o wiele więcej niż zakładane 30 % nawet przed wdrożeniem technologii magazynowania energii”, dodaje Giling.
Działania wykraczające poza same technologie
System opracowany w ramach projektu SCORES pozwala między innymi na zmniejszenie emisji CO2 oraz umożliwia samowystarczalność energetyczną i stabilność sieci. Innowacje te mogą także przyczynić się do udoskonalenia akumulatorów do pojazdów elektrycznych, a także do zwiększenia konkurencyjności europejskiego przemysłu energetycznego i zatrudnienia w tej branży. Dlatego opublikowano osiem filmów edukacyjnych, w których opisano technologie użyte w ramach projektu SCORES. Ponadto partnerzy projektu zorganizowali wydarzenia towarzyszące: uczelnia IPS – szkolenie i seminarium na temat obiektów demonstracyjnych, a spółka EDF – warsztaty dotyczące polityki. Większość technologii wymaga dopracowania przed komercjalizacją, ale pompy ciepła typu woda-woda sprzężone z fotowoltaicznymi kolektorami termicznymi są już dostępne na rynku. „Przeszkodę w popularyzacji hybrydowych systemów magazynowania energii stanowią stosunkowo wysokie koszty początkowe. Prawodawcy mogliby pomóc rozwiązać ten problem, oferując dotacje oraz dostosowując prawo i przepisy. Musimy też zadbać o to, by konsumenci zdawali sobie sprawę z zalet tych technologii”, podsumowuje Giling.
Słowa kluczowe
SCORES, energia, sieć energetyczna, panele słoneczne, pompy ciepła, akumulatory, fotowoltaika, magazynowanie, zmiana klimatu
