●●
Rozwój technologii
Rozwój zaawansowanych technologicznie urządzeń energetycznych
z obszaru generacji rozproszonej spowodował powstanie wielu rozwią-
zań, do których można zaliczyć m.in.:
• mikro- i małe urządzenia wytwórcze, wykorzystujące technologie kon-
wencjonalne, alternatywne i odnawialne (turbiny wiatrowe i panele foto-
woltaiczne, przetworniki energoelektroniczne),
• urządzenia do kompensacji/regulacji mocy biernych,
• układy do poprawy parametrów jakościowych energii elektrycznej,
• układy do rekuperacji energii w różnych procesach technologicznych,
Równolegle do nich rozwijały się różne technologie umożliwiające maga-
zynowanie energii elektrycznej, będące często elementami składowymi
tych urządzeń. Konieczność integracji różnych rozwiązań technolo-
gicznych przy wykorzystaniu technologii i aplikacji teleinformatycznych
w zakresie zaawansowanych systemów diagnostyczno-sterujących
w ujęciu lokalnym i obszarowym (pomiar, analiza danych, diagnostyka
predykcyjna, prognozowanie produkcji OZE, generowanie sygnałów ste-
rujących) przyczyniła się do stworzenia idei ewolucyjnej dla dalszego roz-
woju sektora elektroenergetycznego – Smart Grid. Elementami wspól-
nymi, umożliwiającymi jego przebudowę techniczną i organizacyjną, są
skalowalne, elastyczne w ujęciu lokalizacyjnym, magazyny energii elek-
trycznej, zwane potocznie zasobnikami. Oprócz stosowanych od lat elek-
trowni szczytowo-pompowych, w ostatnich latach nastąpił intensywny
rozwój wielu nowatorskich technologii w tym obszarze, które po latach
badań, wdrożeń i eksploatacji w systemach gwarantowanego napię-
cia są obecnie testowane w warunkach operacyjnych/rzeczywistych
w postaci instalacji pilotażowych w różnych podsektorach systemów
elektroenergetycznych dla usprawnienia ich głównych funkcjonalności.
●●
Wykorzystanie zasobników w systemie
elektroenergetycznym
Podstawowe obszary wykorzystania technologii magazynowania energii
można zestawić w cztery niezależne grupy:
• usługi systemowe wspierające funkcjonowanie podsektorów wytwa-
rzania, przesyłu i dystrybucji – poprawa stabilności systemów prze-
syłowych oraz dystrybucyjnych (zwiększenie stabilności napięciowej,
w tym regulacja mocy czynnej i biernej oraz częstotliwości), usprawnie-
nie procesów sterowania przesyłem energii elektrycznej w ramach krajo-
wego sektora elektroenergetycznego, przesunięcie inwestycji sieciowych
w czasie, wsparcie dla rynku bilansującego – usługi regulacyjne (stero-
wanie stroną popytową, czyli aktywny udział odbiorców w bilansowa-
niu systemu – DSR), wyrównywanie obciążenia elektrycznego systemu
(poprawa współczynnika wykorzystania mocy zainstalowanej w energe-
tyce zawodowej), rozruch elektrowni po dużej awarii systemowej;
• usługi wspierające rozwój odnawialnych źródeł energii – poprawa dys-
pozycyjności odnawialnych źródeł energii i parametrów jakościowych
energii elektrycznej produkowanej przez OZE, wsparcie dla inwestorów
uczestniczących w rynku mocy w wywiązaniu się z obowiązku moco-
wego, usprawnienie możliwości sterowania jednostkami wytwórczymi
OZE, łatwiejsza integracja z systemem elektroenergetycznym, stabiliza-
cja pracy pojedynczych i zgrupowanych jednostek generacyjnych bazu-
jących na OZE (łagodzenie negatywnych zjawisk charakterystycznych
dla niestabilnej generacji), kompensacja nadwyżek i niedoborów energii
(gorąca rezerwa) produkowanej przez jednostki bazujące na OZE (wspar-
cie dla lokalnych mikrosieci/klastrów energii);
Należy podkreślić, że podniesienie warunków życia społeczeństwa,
a więc jego rozwój w którymkolwiek obszarze, jest współcześnie nie-
możliwe bez zagwarantowanego dostępu do energii elektrycznej.
Pomimo iż klasyczne systemy elektroenergetyczne poszczególnych
krajów mają odmienne struktury technologiczne, problemy, z jakimi
się spotykają w większości przypadków, są jednakowe. Kurczenie
się rezerw technicznych jest widoczne szczególnie w podsektorze
wytwórczym i dystrybucyjno-rozdzielczym, które odpowiadają za bez-
pieczeństwo energetyczne pod kątem możliwości bilansowania każ-
dego scentralizowanego systemu elektroenergetycznego. Proces
budowy nowych mocy wytwórczych nie nadąża za rosnącymi potrze-
bami odbiorców, którzy dodatkowo stali się wymagający co do stan-
dardów jakościowych produktu, jakim jest energia elektryczna. Pogłę-
biające się rokrocznie problemy stabilnej pracy wspomnianych
podsektorów nasilają się dodatkowo w okresach występowania skraj-
nie niekorzystnych warunków pogodowych (szczególnie w okresie
letnich upałów).
Biorąc to pod uwagę, system o klasycznej strukturze nie jest w stanie
zapewnić odpowiedniego poziomu niezawodności dostaw energii elek-
trycznej potrzebnej w obecnych i przyszłych procesach rozwojowych
nowych idei społeczno-technologicznych. Jest to sygnał do rozpoczę-
cia dogłębnych zmian organizacyjnych i technologicznych tych
systemów.
Obecnie wydaje się, że brakującym ogniwem, potrzebnym do ukształ-
towania struktur systemów elektroenergetycznych opartych na niesta-
bilnych i alternatywnych źródłach energii elektrycznej, są technologie
umożliwiające efektywne jej magazynowanie. Artykuł jest wprowadze-
niem do podstawowych zagadnień charakterystycznych dla tworzą-
cej się branży, pokazuje możliwe kierunki jej rozwoju, przede wszystkim
w warunkach krajowych.
dr inż. Mariusz Kłos
Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej,
Instytut Elektroenergetyki, Wydział Elektryczny,
Politechnika Warszawska
W związku z aktualnymi problemami światowego sektora
energetycznego obecnie trwają prace i badania mające
na celu określenie jego nowego kształtu i przyszłych
kierunków rozwoju. Uwidacznia się trend polegający
na wzroście roli odnawialnych źródeł energii (OZE)
i innych alternatywnych technologii energetycznych, przy
jednoczesnym stopniowym zmniejszaniu udziału rozwiązań
klasycznych w zaspokajaniu zapotrzebowania krajowych
gospodarek. Jest to szczególnie zauważalne w zderzeniu
z potrzebami energetycznymi nowych idei rozwijanych
po stronie popytowej, bazujących na technologiach
cyfrowych, które mają przyczynić się do poprawy
poziomu życia.
Zasobniki energii
Zobacz serwis dla profesjonalistów:
112
ZASOBNIKI ENERGII
