Maksymalizacja wykorzystania energii odnawialnej zwiększy energooszczędność budynków
Poziomy poboru energii w budynkach nie są stałe, dlatego krajowe sieci energetyczne muszą skutecznie dopasowywać podaż do zmiennego zapotrzebowania, aby zapobiec wzrostowi kosztów, marnowaniu energii i przerwom w dostawie. Rosnące wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii dodatkowo komplikuje ten problem. Magazynowanie energii elektrycznej nie jest proste, a źródła odnawialne nie wytwarzają ciągłej, przewidywalnej mocy, szczególnie kiedy nie świeci słońce lub nie wieje wiatr. Nie da się łatwo kontrolować podaży, dlatego należy dostosować pobór. Proces ten nazywany jest reakcją na zapotrzebowanie (ang. demand response, DR) i polega na przesunięciu poboru energii w pory dnia, kiedy produkcja energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych jest większa. Rozwiązanie to może zwiększyć elastyczność sieci elektrycznych.
Maksymalne wykorzystanie odnawialnych źródeł energii
Zespół finansowanego przez UE projektu Sim4Blocks przeprowadził testy systemu DR w kompleksach budynków. Skupienie na większym obszarze zamiast na pojedynczych domach pozwoliło na zbadanie większej ilości sposobów zastosowania technologii DR – od mieszkańców po operatorów systemów przesyłowych, którzy kontrolują stabilność systemów energetycznych. „Chcieliśmy opracować innowacyjne rozwiązania DR przeznaczone dla klientów indywidualnych i komercyjnych”, wyjaśnia Wolfram Mollenkopf, koordynator projektu. „System opiera się na technologii zdecentralizowanego zarządzania energią w budynku”. Zespół projektu Sim4Blocks przeprowadził testy systemów DR na trzech obszarach pilotażowych w Niemczech, Hiszpanii i Szwajcarii, które obejmowały wysoce energooszczędne budynki z różnymi systemami energetycznymi i podlegały różnym warunkom regulacyjnym. W celu dostosowania poboru energii elektrycznej do podaży uwzględniono naturalne wahania energii z odnawialnych źródeł. W przypadku szwajcarskich i niemieckich obszarów pilotażowych lokalna sieć ciepłownicza zaopatrywała budynki za pomocą zdecentralizowanych pomp ciepła. Celem testu była optymalizacja pracy pomp ciepła poprzez wprowadzenie elastycznych taryf sprzedażowych energii elektrycznej, uczestnictwo w rynku energetycznym i zwiększenie wykorzystywania własnych źródeł energii słonecznej. W Hiszpanii uczestnicy projektu określili optymalny poziom zużycia energii elektrycznej dla mieszkańców dużego kompleksu budynków mieszkalnych, wykorzystując w tym celu algorytmy samodzielnego uczenia się.
Innowacyjne zarządzanie energią
Aby umożliwić elastyczną pracę pomp ciepła, partnerzy projektu opracowali i przetestowali prototypy oprogramowania, algorytmy optymalizacji i interfejsy pozwalające na intuicyjną interakcję z użytkownikiem. W Niemczech udostępniono aplikację pozwalająca na zwiększenie konsumpcji własnej energii w gminach. Z kolei w Hiszpanii wprowadzono aplikację przedstawiającą potencjalne oszczędności, co miało zachęcić mieszkańców do kontrolowania obciążenia elektrycznego ich gospodarstw domowych. Rezultaty testów wykazały, że możliwe jest zwiększenie elastyczności pracy pompy ciepła, ale do tej pory brakowało spójnych interfejsów, które by to umożliwiły. Co więcej, z pomocą agregatora można uzyskać ujemną rezerwę mocy w klastrach pomp ciepła. Agregator to podmiot gospodarczy, który umożliwia sprawną współpracę pomiędzy operatorem systemu a małymi odbiorcami w celu handlu energią elektryczną. Mieszkańcy entuzjastycznie przyjęli nową technologię, ale rozpowszechnienie jej zastosowania wymaga większej zachęty. „Wdrożenie systemów zarządzania obciążeniem sieci na dużą skalę poprawi zintegrowanie źródeł energii odnawialnej, jednocześnie ograniczając wysokość inwestycji w infrastrukturę sieciową”, podsumowuje Mollenkopf. „Zwiększona świadomość i wzmożone zaangażowanie w kwestię zużycia energii elektrycznej w kompleksach budynków przyniesie oszczędności energii i obniży opłaty za korzystanie z sieci”.
Słowa kluczowe
Sim4Blocks, energia, elektryczność, budynek, reagowanie na zapotrzebowanie, sieć energetyczna, zarządzanie obciążeniem sieci
