Od wielkich przedsiębiorstw, po mikrospołeczności – cały świat coraz częściej korzysta z rozproszonych źródeł energii, aby osiągać ambitne cele klimatyczne. Taki stan rzeczy sprawia, że pojawiają się różnego rodzaju wyzwania związane z efektywnym zarządzaniem systemem energetycznym. Odpowiedzią są mikrosieci, które mają na celu stabilizację parametrów elektrycznych, zapewnienie niezawodności dostaw energii, jak również optymalizację jej zużycia, a tym samym minimalizowanie kosztów przy znacznym udziale źródeł odnawialnych. Jak pokazuje przykład Schneider Electric, mikrosieci mogą jednocześnie stanowić „żywe laboratoria” dla świata nauki.
Starzejąca się infrastruktura przesyłowa, regularny wzrost konsumpcji energii oraz udział ekologicznych, choć niestabilnych źródeł energii zależnych od nasłonecznienia, wiatru czy innych czynników atmosferycznych, sprawiają, że rośnie potrzeba stabilnego zarządzania zapotrzebowaniem. Szpitale, fabryki, kompleksy handlowe, czy szkoły nie mogą sobie przecież pozwolić na przerwy w zasilaniu. W takiej sytuacji należy pomyśleć o mikrosieciach, czyli samowystarczalnych, lokalnych i wzajemnie połączonych systemach energetycznych pozwalających zarządzać rozproszonymi zasobami energii.
Należy pamiętać, że niezwykle istotnym elementem mikrosieci jest odpowiednie oprogramowanie, które umożliwia kompleksowy nadzór nad wszystkimi urządzeniami w ramach wydzielonej infrastruktury. Infrastruktura ta czerpie dane z różnych źródeł energii i obciążeń (w zależności od możliwości), stanowiąc jednocześnie zabezpieczenie na wypadek utraty zasilania. Najnowocześniejsze rozwiązania umożliwiają nadzór i bieżącą analizę, ale również tworzenie predykcji, na podstawie których możliwe jest generowanie oszczędności w zakresie wykorzystywania energii przez dane obiekty.
Mikrosieci na styku nauki i działań na rzecz klimatu
Doskonałym przykładem wielopoziomowych korzyści płynących z wdrożenia mikrosieci jest praktyczna współpraca z ośrodkami akademickimi. W takich przypadkach projekt ma bowiem nie tylko walor optymalizacyjny czy proekologiczny, ale również edukacyjny, ponieważ umożliwia studentom praktyczną naukę poprzez analizę danych i tworzenie predykcji na zainstalowanych systemach.
Schneider Electric we współpracy z francuską Izbą Handlu i Przemysłu w Grenoble uruchomił projekt Learning Grid w ramach IMT – Instytutu Handlu i Techniki – uczelni mieszczącej się w tej miejscowości. Celem było stworzenie lokalnej mikrosieci obejmującej teren kampusu akademickiego, pozwalającej zmniejszyć zużycie energii, zwiększyć wydajność oraz – co niezwykle istotne – szkolić młodych specjalistów, umożliwiając im zrozumienie działania systemu w ramach zajęć praktycznych.
Podstawowymi wyzwaniami stawianymi przez klienta były: lepsza integracja lokalnej produkcji energii, zarządzanie wieloma strumieniami rozpływu energii w ramach złożonego projektu obejmującego wiele budynków oraz wspomniana już optymalizacja. Schneider Electric wdrożył mikrosieć – kompleksowy system zarządzania: produkcją energii pochodzącą z różnych źródeł, magazynami energii, elastycznymi obciążeniami budynków, połączony z główną siecią elektryczną i miejską siecią ciepłowniczą. Sercem mikrosieci został nowo wybudowany budynek o powierzchni 400 m². Stanowi on „kokpit energetyczny”, będący wielkim centrum zarządzania danymi.
W efekcie wdrożenia rozwiązania EcoStruxure Microgrid Advisor udało się zadbać o bardzo dokładne prognozowanie optymalnego zużycia energii. Wykorzystanie EcoStruxure Power Monitoring Expert umożliwiło natomiast gromadzenie danych pochodzących z aż ośmiuset liczników rozmieszczonych w ramach kampusu. Wdrożenie EcoStruxure Building Operation przełożyło się zaś na możliwość kompleksowego monitoringu budynku pod kątem instalacji sanitarnych obejmujących ogrzewanie i wentylację. Całość została połączona w jedną wielką platformę edukacyjną – „żywe laboratorium”, z którego na co dzień korzystają dziesiątki studentów. Mikrosieć umożliwiła również redukcję zużycia energii z tradycyjnej sieci o niemal 30%, zwiększając udział źródeł odnawialnych.
Warto wspomnieć, że podobny projekt tworzony jest obecnie w Polsce. Dzięki Schneider Electric w ciągu najbliższych miesięcy na jednej z krajowych uczelni uruchomiona zostanie mikrosieć o mocy 1 MW. Podobnie jak w przypadku projektu francuskiego, również i tu rozwiązanie umożliwi nie tylko wdrożenie niezawodnej technologii prowadzącej do redukcji obciążeń czy nawet możliwości działania w ramach niezależnego systemu pracującego poza siecią w trybie off-grid, ale stanowić będzie także praktyczne laboratorium badawcze dla polskich naukowców i studentów.
Autor: Krzysztof Burek, Product Application Leader w Pionie Zarządzania Energią Schneider Electric
