Optymalizacja temperatury w zrównoważonym ciepłownictwie
Poprawa efektywności energetycznej poprzez zastosowanie rozwiązań z zakresu energii odnawialnej przy jednoczesnej minimalizacji związanych z tym emisji jest głównym wyzwaniem, przed jakim stoi branża ciepłownicza. Kluczowym krokiem w tym kierunku jest obniżenie temperatur roboczych w sieciach ciepłowniczych oraz wykorzystanie ciepła odnawialnego i nadwyżek ciepła. W ramach finansowanego przez UE projektu TEMPO powstało sześć innowacji technologicznych, które umożliwiają obniżenie temperatury pracy sieci ciepłowniczych. Trzy z nich mają postać cyfrową: zautomatyzowana platforma nadzoru online do wykrywania usterek w podstacjach ciepłowniczych, narzędzia wizualizacyjne dla użytkowników będących ekspertami i niebędących ekspertami oraz inteligentny sterownik dla sieci ciepłowniczej do optymalizacji temperatury na zasilaniu i powrocie. Pozostałe trzy to innowacyjny system rur, zoptymalizowana instalacja w budynkach oraz zdecentralizowane bufory magazynowe. Pakiety rozwiązań TEMPO zostały wdrożone, przetestowane i ocenione na dwóch lokalizacjach testowych: w Niemczech, w nowej niskotemperaturowej sieci ciepłowniczej na obszarze wiejskim, oraz we Włoszech, w istniejącej wysokotemperaturowej sieci ciepłowniczej. Ponadto zespół TEMPO zaproponował nowe modele biznesowe i potwierdził ich potencjał w zakresie powielania w celu wprowadzenia zrównoważonych i ekonomicznych sieci ciepłowniczych w całej UE. „Przyczyniło się to w znacznym stopniu do dalszego rozwoju i wdrożenia sieci ciepłowniczych w Austrii, Flandrii, Niemczech, Włoszech oraz w skali europejskiej”, wyjaśnia koordynator projektu Johan Desmedt.
Rozbudowa europejskiej technologii sterowania sieciami ciepłowniczymi
Wśród technologii opracowanych i testowanych w projekcie TEMPO znalazł się inteligentny system sterowania do optymalizacji pracy systemów ciepłowniczych w czasie rzeczywistym. System ten bazuje na wynikach prac przeprowadzonych w ramach projektu STORM, podczas którego stworzono system sterowania obciążeniem cieplnym sieci ciepłowniczych, uwzględniający reakcję na zapotrzebowanie ze strony budynków. W ramach TEMPO jego zakres został rozszerzony w kierunku operacyjnej optymalizacji poziomów temperatury sieci, zarówno na powrocie, jak i na zasilaniu. Ponieważ temperatura powrotu zależy od odbiorców, regulator optymalizuje ją poprzez zarządzanie obciążeniem cieplnym odbiorców. W odróżnieniu od rozwiązania STORM, gdzie optymalizowany był profil mocy cieplnej, tutaj minimalizowana jest temperatura powrotu. Temperaturę zasilania sieci można jednak bezpośrednio kontrolować po stronie produkcji. Temperatura zasilania sieci może być obniżona możliwie jak najbliżej limitów określonych przez zapotrzebowanie odbiorców na temperaturę. Ponadto można wykorzystać pojemność cieplną rurociągów w celu tymczasowego magazynowania ciepła i tym samym przesunięcia obciążenia cieplnego w czasie poprzez podwyższenie temperatury zasilania sieci.
Wyjście naprzeciw oczekiwaniu rynku ciepłowniczego
„Wyciągnęliśmy ważne wnioski dotyczące procesów potrzebnych dla przyszłego wdrożenia innowacyjnego systemu TEMPO i zwiększenia jego skali, co pozwoliło nam wykryć i zdiagnozować nieoptymalne zachowanie konkretnych systemów ogrzewania budynków”, mówi Desmedt. „Jednak z powodu przeszkód prawnych i organizacyjnych w większości przypadków nie było możliwe podzielenie się informacjami z odbiorcami końcowymi i przeprowadzenie audytów instalacji w budynkach w celu ustalenia przyczyny, nie mówiąc już o szybkim wyeliminowaniu tych problemów”. Pakiety rozwiązań TEMPO mogą z powodzeniem objąć 90 % rynku ciepłowniczego, a głównymi grupami docelowymi są przedsiębiorstwa teleinformatyczne silnie powiązane z operatorami sieci ciepłowniczych. W najbliższym czasie zespół opracuje i przetestuje przyszłe wersje algorytmu kontrolera sieci ciepłowniczych pod kątem interakcji z rynkiem, funkcji analitycznych i innych istotnych czynników. „Projekty demonstracyjne nie tylko potwierdzają elastyczność systemu i możliwości jego adaptacji, ale także pokazują rzeczywiste zapotrzebowanie rynku na tego typu technologie”, dodaje na koniec koordynator techniczny projektu Dirk Vanhoudt.
Słowa kluczowe
TEMPO, sieci ciepłownicze, temperatura na powrocie, ciepłownictwo, obciążenie cieplne, instalacja budynku, energia odnawialna, pojemność cieplna
