Na skróty:
- Smart grid. Czemu ta technologia jest niezbędna?
- Jak działają inteligentne sieci energetyczne?
- Inteligentne sieci energetyczne – jak są zbudowane?
Z punktu widzenia działania sieci energetycznej jednym z najważniejszych wyzwań związanych z OZE jest ich zmienność. W zależności od warunków atmosferycznych, mogą one produkować różną ilość energii, nie zawsze dostosowując się do – również zmiennego – zapotrzebowania strony odbiorczej.
Źródła konwencjonalne działają zwykle w dużej skali, dzięki czemu dostosowanie ich działania do fluktuacji zapotrzebowania odbiorców nie jest trudne. Sieć OZE jest dużo bardziej rozproszona i składa się z niewielkich jednostek (w tym instalacji prosumenckich). Zarządzanie takim systemem jest skomplikowane i wymaga szybkich reakcji na wszystkie zmiany. Osiągnięcie odpowiedniej wydajności umożliwia technologia smart grid. Na czym polega jej działanie? Jakie możliwości daje? O tym piszemy w nowym wpisie.
Smart grid. Czemu ta technologia jest niezbędna?
Inteligentne sieci energetyczne, znane również jako smart grid umożliwiają dynamiczne monitorowanie oraz zarządzanie dostępnością i wydajnością źródeł energii odnawialnej. Dzięki temu możliwe jest efektywne równoważenie wahań w produkcji energii w zależności od warunków atmosferycznych, a to pozwala na lepsze wykorzystanie tych zasobów oraz minimalizuje straty i ryzyko nieefektywności sieci.
Inteligentne sieci energetyczne umożliwiają skuteczną integrację i koordynację między różnymi źródłami energii – zarówno odnawialnymi, jak i konwencjonalnymi. Pozwalają również na sprawniejsze zarządzanie przesyłem energii przez sterowanie przepływem energii i optymalizację obciążeń sieciowych. To z kolei jest skutecznym sposobem na uniknięcie nadmiernego obciążenia sieci w okresach szczytowego zapotrzebowania.
Jak działają inteligentne sieci energetyczne?
Smart grid to zaawansowany system dystrybucji energii elektrycznej wykorzystujący nowoczesne technologie i automatyzację do optymalizacji zarządzania przepływem energii. Działanie takich sieci opiera się na kilku elementach. Pierwszym jest system zaawansowanych urządzeń pomiarowych. Umożliwia on dokładne monitorowanie zużycia energii w czasie rzeczywistym, a tym samym precyzyjne analizy i reagowanie na zmiany w zapotrzebowaniu oraz identyfikację obszarów, w których możliwe jest osiągnięcie oszczędności.
Kolejny istotny aspekt to automatyzacja i sterowanie. Dzięki nim można dostosować produkcję i dystrybucję energii w zależności od bieżących warunków i zapotrzebowania. W okresach szczytowego obciążenia system może automatycznie kierować energię do obszarów z największym zapotrzebowaniem, minimalizując straty i zapewniając stabilność dostaw.
W sieciach smart grid duże znaczenie ma też integracja odnawialnych źródeł energii. Systemy tego typu umożliwiają skuteczną współpracę między różnymi źródłami energii, takimi jak energia słoneczna czy wiatrowa, oraz tradycyjnymi źródłami. Dzięki temu można wykorzystać energię OZE w sposób bardziej efektywny i stabilny, minimalizując wahania w produkcji energii i zwiększając udział energii odnawialnej w ogólnym mikście energetycznym.
Inteligentne sieci energetyczne – jak są zbudowane?
By osiągnięcie tych korzyści było możliwe, konieczne jest zastosowanie odpowiednich rozwiązań. Duże znaczenie ma też budowa sieci. Efektywne zarządzanie produkcją i dystrybucją energii wymaga użycia infrastruktury umożliwiającej zagospodarowanie nadwyżek. Do tej grupy należą magazyny energii oraz elektrownie szczytowo-pompowe. Ważnym zadaniem jest poza tym połączenie poszczególnych jednostek wytwórczych w klastry, mikrosieci lub spółdzielnie. Jest to możliwe dzięki wirtualnej infrastrukturze, w skład której wchodzą wirtualne elektrownie – VPP (Virtual Power Plant), wirtualne magazyny energii – VES (Virtual Energy Storage) oraz wirtualne linie elektroenergetyczne – VPL (Virtual Power Lines).
Sprawne działanie inteligentnych sieci wiąże się także z koniecznością użycia dedykowanych urządzeń. Do najważniejszych elementów fizycznej infrastruktury smart grid należą:
- transformatory z przekładnią energoelektroniczną i czujnikami diagnozującymi (smart transformer, sprzęgi energoelektroniczne);
- automatyczne wyłączniki (reklozery) stosowane w celu przywrócenia zasilania w razie zwarcia;
- elektroniczne liczniki energii elektrycznej umożliwiające zdalną rekonfigurację, odczyt i raportowanie;
- energoelektoniczne urządzenia poprawiające możliwości przesyłowe, typu FACTS (Flexiable Alternating Current Transmission System) czy FACDS (Flexiable Alternating Current Distribution System);
- linie przesyłowe prądu stałego;
- bezzałogowe statki powietrzne do monitorowania obiektów i działań niebezpiecznych;
- automatyka zabezpieczeniowa, restytucyjna i prewencyjna.
W inteligentnych sieciach energetycznych duże znaczenie ma zastosowanie nowoczesnych systemów informatycznych. Odpowiadają one przede wszystkim za następujące zadania:
- zarządzanie wyłączeniami;
- ewidencja majątku sieciowego (paszportyzacja);
- nadzór konfiguracji sieci;
- monitorowanie przepływów mocy i wizualizacji;
- akwizycja i analiza pomiarów;
- rekonfiguracja linii;
- koordynacja automatyki zabezpieczeniowej;
- samoczynna restytucja sieci w razie awarii;
- zarządzanie energią, napięciem i mocą bierną;
- weryfikacja świadectw pochodzenia energii;
- generowanie bilingów,
- modelowanie (tworzenie analiz i symulacji).
Smart grid, czyli inteligentne sieci energetyczne to jedno z kluczowych narzędzi w kontekście transformacji energetycznej i efektywnego wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Dzięki wykorzystaniu zaawansowanych technologii pomiarowych, automatyzacji oraz systemów informatycznych, smart grid umożliwia skuteczne zarządzanie zmiennością produkcji z OZE, równoważenie wahań w dostawie oraz minimalizację strat.
Chcesz zainwestować w instalację fotowoltaiczną?
Projekt instalacji, montaż paneli fotowoltaicznych, doradztwo specjalistów.
Inteligentne sieci energetyczne to unowocześniony system dystrybucji i zarządzania energią elektryczną, w którym tradycyjne rozwiązania zostały zintegrowane z zaawansowanymi technologiami cyfrowymi i komunikacyjnymi. Dzięki temu operatorzy mogą w czasie rzeczywistym monitorować, sterować i bilansować produkcję oraz zużycie energii – zarówno z dużych źródeł, jak i tych rozproszonych (np. panele fotowoltaiczne w domach). Taka infrastruktura pozwala szybciej reagować na awarie, optymalizować dostawy prądu i lepiej integrować odnawialne źródła energii.
Zwiększenie niezawodności dostaw – dzięki dokładnemu monitoringowi i automatyzacji łatwiej jest uniknąć przestojów oraz szybko przywrócić zasilanie w razie awarii.
Niższe koszty i większa efektywność – precyzyjne bilansowanie produkcji i zużycia energii pozwala redukować straty w przesyle i może przełożyć się na mniejsze rachunki za prąd.
Lepsze wykorzystanie OZE – smart grid sprawnie włącza do sieci rozproszone źródła odnawialne, co ułatwia konsumentom przejście na własną produkcję energii (np. z fotowoltaiki).
Zdalne odczyty i dynamiczne taryfy – inteligentne liczniki umożliwiają monitorowanie zużycia w czasie rzeczywistym i oferują możliwość korzystania z taryf dopasowanych do pory dnia czy wielkości poboru prądu.
Chociaż inteligentne sieci niosą wiele zalet, ich pełne wprowadzenie wiąże się z koniecznością modernizacji dotychczasowej infrastruktury energetycznej i zakupem nowych urządzeń (np. liczników inteligentnych). Istotną kwestią jest także zapewnienie odpowiedniego poziomu cyberbezpieczeństwa, aby chronić dane użytkowników i stabilność całego systemu. Dodatkowo, niezbędne są uregulowania prawne i współpraca między dostawcami energii, operatorami sieci, a konsumentami, by możliwe było efektywne i skoordynowane wdrażanie nowych rozwiązań.
