Inteligentne sieci elektroenergetyczne ze zintegrowanym magazynowaniem energii stanowią zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnych sieci opartych na paliwach kopalnianych. Rozwiązania Danfoss aktywnie wspierają tę transformację energetyczną.
Przeczytaj artykuł w języku angielskim
Globalne ocieplenie. Wzrost temperatury. Programy polityczne. Mówi się o tym wszędzie. Wszyscy są świadomi tematu. Ale co oznacza globalne ocieplenie i oczekiwana jakość życia dla inżyniera elektryka? Prawdopodobnie najbardziej ekscytujące i pełne wyzwań dekady. Nikt nie chce zrezygnować ze standardu życia, na który tak ciężko pracowaliśmy. Społeczeństwo i przemysł są uzależnione od wysokowydajnych sieci elektroenergetycznych i źródeł zasilania, zaś każda awaria sieci zasilającej jest uważana za sytuację kryzysową.
Jednym z głównych czynników przyczyniających się do emisji gazów cieplarnianych są emisje z elektrowni węglowych i gazowych pracujących w tradycyjnej sieci elektroenergetycznej.
Rys. 1: Ogólny system sieci elektrycznych, obrazujący tradycyjny system ogólnokrajowy.
Po incydencie w Fukushimie, społeczeństwo podchodzi do energetyki jądrowej z jeszcze większą ostrożnością, mimo że jest to technologia związana z emisją innych niż CO2 związków. Sektor energetyczny musi się zmienić. Zadaniem dzisiejszego społeczeństwa jest znalezienie nowych źródeł energii.
Na szczęście zmiany już następują. W jednym z regionów Indii zainstalowano obecnie 12,3 GW energii odnawialnej, w Danii 7,8 GW, a w Holandii 7,7 GW [1]. W Kalifornii osiągnięto ostatnio najwyższy poziom, produkując 10,5 GW [2] odnawialnej energii, biorąc pod uwagę, że globalny wskaźnik wzrostu wynosi 8-9% rocznie [3]. Niemniej jednak odnawialne źródła energii są obecnie niewielkim podmiotem pod względem zdolności wytwórczych, a społeczeństwa nadal są uzależnione od elektrowni na paliwa kopalne.
Inteligentne rozwiązania do przetwarzania energii dla inteligentnych sieci elektroenergetycznych
W związku z coraz większymi wymaganiami w zakresie dostaw energii, inteligentne sieci elektroenergetyczne są nieustannie rozwijane. Rozwój tych sieci jest ściśle związany z integracją odnawialnych źródeł energii (OZE) i pojazdów elektrycznych (PE) z energetyką rozproszoną lub rozproszonymi zasobami energetycznymi sieci krajowej. Integracja ta stawia przed nowymi jednostkami wytwórczymi wysokie wymagania w zakresie zgodności. Większość z tych specyfikacji jest regulowana i egzekwowana przez krajowe organy regulacyjne. Równoważenie dostaw energii ze stopniem jej zużycia to skomplikowane zadanie w rozproszonej inteligentnej sieci elektroenergetycznej.
Aby osiągnąć wymaganą równowagę pomiędzy dostawami energii a stopniem jej zużycia, jednym z najważniejszych czynników, jakie należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu inteligentnej sieci elektroenergetycznej, jest zgodność z lokalnymi przepisami i normami. Wymagania dotyczące zgodności odnoszą się do bezpieczeństwa, kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) i kodeksów sieci (tzw. Grid code). Wspomniane kodeksy, normy i przepisy regulują proces projektowania, budowy, instalacji, uruchamiania i eksploatacji całej sieci, mając na celu ochronę zdrowia, bezpieczeństwa i dobra publicznego.
Przyszłość magazynowania energii
Jednym z najnowszych trendów w dziedzinie inteligentnych sieci zasilających jest włączanie w ich obręb „brakującego ogniwa”, jakim jest magazynowanie energii. Magazynowanie energii umożliwia łatwe dostosowanie potencjału sieci do odbiorców o zmiennym zapotrzebowaniu i źródeł wytwórczych o zmiennym poziomie produkcji. Energia często magazynowana jest w akumulatorach lub w bateryjnych magazynach energii (BESS). Rzecz jasna, systemy magazynowania energii podlegają również lokalnym wymogom w zakresie zgodności.
Realistyczna wizja
Akumulatory litowo-jonowe są urządzeniami niskonapięciowymi (w połączeniu w baterie napięcie nie przekracza 1500 V) i wydają się odpowiednie dla małych i średnich społeczności, w których zapotrzebowanie na moc jest odpowiednio niskie, aby korzystać z urządzeń niskiego napięcia.
Wiele gospodarstw domowych, społeczności lub fabryk może mieć wspólny system dystrybucji, w którym wszyscy konsumenci i źródła są połączeni z magazynowaniem energii w sieci AC lub sieci DC [4], jak pokazano na rysunku 2
Rys. 2 Przykład dystrybucji prądu zmiennego, gdzie lokalna produkcja energii i jej magazynowanie są realizowane w istniejącej sieci AC.
W przeciwieństwie do sieci ogólnokrajowej, dostawy i przesył energii elektrycznej w społeczności lokalnej mogą obejmować sieć prądu stałego, przedstawioną szczegółowo na rysunku 3
Rys.3 Przykład dystrybucji prądu stałego dla społeczności lokalnych, umożliwiający lokalną produkcję i magazynowanie energii. Rozwiązania Danfoss stabilizują lokalną sieć, zapewniając inteligentną konwersję mocy dla dostawców energii, magazynowania energii i odbiorców energii.
Energia produkowana lokalnie powinna być wykorzystywana lokalnie, jednocześnie wprowadzając tryb wyspowy i dodatkową redundancję. Dzięki takiemu rozwiązaniu, społeczności wolne od CO2 staną się realną alternatywą [5]. Spowoduje to mniejsze obciążenie przyszłych ogólnokrajowych systemów przesyłowych, ponieważ tylko średnie zapotrzebowanie mocy będzie dostarczane z sieci, a zapotrzebowanie na moc szczytową nie będzie miało dużego znaczenia dla krajowego systemu energetycznego.
Danfoss bierze czynny udział w hybrydyzacji statków morskich, lądowym magazynowaniu energii i magazynowaniu energii w zastosowaniach przemysłowych. Opracowujemy narzędzia potrzebne do przepływu energii, wyrównania obciążenia i bezpiecznej pracy dla sieci nowej generacji, koncentrując się na zrównoważonej przyszłości.
Dowiedz się więcej o rozwiązaniach Danfoss obsługujących inteligentne sieci i systemy magazynowania energii