• zamontowanie i przyłączenie do sieci wielu instalacji fotowoltaicznych
jest łatwiejsze i szybsze niż zbudowanie jednej elektrowni konwencjonal-
nej o takiej samej mocy zainstalowanej (jednak uzysk energii i stabilność
zasilania gwarantowane przez elektrownię znacznie przewyższają możli-
wości generacyjne rozproszonych źródeł);
• odbiorca otrzymuje „darmową” energię elektryczną; dodatkowo w róż-
nych krajach nagradza się klienta za odprowadzanie nadwyżek wygenero-
wanej energii do sieci: jest ona kupowana lub odbierana w innym czasie.
Decentralizacja produkcji energii niesie za sobą również wiele wyzwań.
Do najważniejszych aspektów, na które trzeba zwrócić uwagę, należą:
• zmienność wytwarzania – wykorzystywane siły przyrody, w szczególno-
ści nasłonecznienie i prędkość wiatru, charakteryzują się dużą zmienno-
ścią w czasie;
• konieczność zmagazynowania nadwyżki energii lub jej odprowadzenia
do sieci, gdyż okres największej generacji nie pokrywa szczytów zapotrze-
bowania w skali całego systemu elektroenergetycznego ani godzin wyko-
rzystywania tej energii przez odbiorcę;
• zmiana sposobu korzystania z energii elektrycznej dostarczanej przez
wielkie elektrownie oraz z sieci elektroenergetycznej przez odbiorcę koń-
cowego, pobierającego z sieci energię w celu pokrycia jedynie niedoborów
własnej generacji, a nie całego swojego zapotrzebowania. W przypadku
małej liczby takich odbiorców stanowi to interesujące rozwiązanie, jednak
w dużej skali działanie takiego systemu, przy obecnym sposobie płacenia
za świadczenie usług dystrybucyjnych i dostarczoną energię, jest niemoż-
liwe do zrealizowania. Ponadto poziomy mocy generowanej w elektrow-
niach w coraz większym stopniu będą zależały od warunków atmosferycz-
nych, co wpłynie na wzrost cen energii (dłuższy czas niewykorzystywania
dostępnych zdolności wytwórczych, większa zmienność poziomu mocy
generowanej) oraz usług dystrybucyjnych (konieczność utrzymania sieci
przy zmniejszonym zapotrzebowaniu na energię, a także bardziej zmien-
nych i skomplikowanych rozpływach mocy);
• konieczność dostosowania sieci i zabezpieczeń oraz uwzględnienia, że
prądy zwarciowe mogą płynąć z różnych kierunków, również z instalacji
odbiorczych (odbiorcy mają obowiązek zgłosić fakt przyłączenia do sieci
modułów fotowoltaicznych, ale nie ma gwarancji, że faktycznie to zrobią).
Stwarza to ryzyko wystąpienia przeciążenia transformatora prądami prze-
pływającymi od odbiorców w stronę sieci. Przykładowo na obszarach wiej-
skich jest dużo miejsca na montaż modułów fotowoltaicznych, te znaj-
dujące się blisko siebie będą generowały moc o podobnej zmienności
w czasie – maksimum wytwarzania energii będzie występowało w podob-
nych okresach, ale zapotrzebowanie na nią w tym czasie w gospodar-
stwach wiejskich może być niewielkie.
●●
Aktywne sieci dystrybucyjne
Jeżeli ilość energii pochodzącej z mikrogeneratorów wykorzystujących
odnawialne źródła energii (charakteryzuje się ona dużą zmiennością
w systemie dystrybucyjnym) będzie się zwiększać, pojawi się konieczność
zarządzania pracą sieci.
Największe wyzwanie w tym obszarze stanowi utrzymanie wartości
napięć na przyłączach u odbiorców. Wcześniej odbywało się to w ten
sposób, że w stacji, np. WN/SN, stosowano transformatory z przekład-
nią, której nastawy można było zmieniać w trakcie pracy urządzenia (pod
obciążeniem), regulując wartości napięć. W przypadku odbiorców z wła-
snymi generatorami energii elektrycznej, w punktach ich przyłączenia,
napięcie wzrośnie, istnieje więc ryzyko, że przekroczy dopuszczalny próg
●●
Decentralizacja wytwarzania energii
elektrycznej
Od wielu lat ludzie nie chcą, aby w sąsiedztwie ich domu znajdowała się
elektrownia lub linia przesyłowa średniego bądź wysokiego napięcia –
takie zachowanie określa się skrótem NIMBY (z ang.
Not In My Back Yard
),
czyli „nie w moim ogródku”. Mają oni świadomość tego, że nie będą bene-
ficjentami takich rozwiązań, a dodatkowo sądzą, iż zanieczyszczają one
środowisko, w którym żyją, stwarzają zagrożenie dla zdrowia lub życia
oraz degradują krajobraz naturalny.
Taka postawa wielu ludzi sprawiła, że wielkie elektrownie budowane
są z dala od zurbanizowanych obszarów. Natomiast obecnym kierun-
kiem rozwoju jest decentralizacja wytwarzania energii elektrycznej, czyli
generacja rozproszona, której jedną z głównych korzyści jest wytwarza-
nie energii elektrycznej w pobliżu miejsca jej zużycia. Dodatkowo pro-
mowane są technologie odnawialnych źródeł energii. Taki kierunek roz-
woju zmienia obecny paradygmat funkcjonowania i finansowania
całej elektroenergetyki.
Korzyści z rozwoju generacji rozproszonej:
• odbiorcy akceptują jednostki wytwórcze w bliskim sąsiedztwie lub
nawet są skłonni sami w nie zainwestować – chcą mieć własną energię,
a ponadto moduły fotowoltaiczne to produkty prestiżowe;
• stosowane technologie w niewielkim stopniu oddziałują na środo-
wisko naturalne: nie powodują emisji gazów cieplarnianych, pyłów
i innych zanieczyszczeń;
• wykorzystywane są małe jednostki wytwórcze, których moc jest ade-
kwatna do zapotrzebowania odbiorcy (jednak nie w godzinach najwięk-
szego zużycia);
dr inż. Krzysztof Billewicz
Katedra Informatyki, Wydział Informatyki
i Zarządzania, Politechnika Wrocławska
Obecnie postępuje informatyzacja bardzo wielu obszarów,
w tym również elektroenergetyki, ale ze względu na to, że
stanowi ona infrastrukturę krytyczną, nowe rozwiązania są
tu wdrażane dopiero po sprawdzeniu ich w innych branżach,
gdy osiągną wymaganą dojrzałość technologiczną. Niniejszy
artykuł przedstawia wybrane nowoczesne technologie
z tzw. obszaru Smart Grid, a także zarówno korzyści płynące
z ich wdrożenia, jak i wady czy problemy z nimi związane.
Wiadomo już na pewno, że elektroenergetyka jutra będzie
zupełnie inna, niż była wczoraj, a proces dynamicznego
rozwoju technologicznego się nie zakończył, jednak można
już wskazać główne rozwiązania stosowane obecnie.
Nowe technologie
inteligentnych sieci
elektroenergetycznych
Zobacz serwis dla profesjonalistów:
68
nowe technologie inteligentnych sieci
