Adaptarea si atingerea targetului legat de energie regenerabila

Rate this post

Potrivit Centrului pentru Tehnologie Alternativa (CAT), Marea Britanie este capabila sa genereze 100% din aprovizionarea sa cu energie din surse curate sau din solutii de back-up neutre la carbon.
Intr-un mediu care se bazeaza din ce in ce mai mult pe resurse regenerabile, Martyn Williams, directorul executiv al providerului de software industrial COPA-DATA UK, explica modul in care managerii din domeniul energetic pot adopta tehnologii noi pentru a gestiona si monitoriza mai bine aceste locuri de producere a energiei volatile.
In anul 2018, doar 1% din energia din Marea Britanie a fost produsa din carbune, ceea ce a condus la sistarea utilizarii centralelor electrice alimentate cu carbune, timp de 12 zile in luna iunie, o perioada mai lunga decat in anii 2016 si 2017 laolalta.
In situatia in care sursele regenerabile au o cota din ce in ce mai mare din consumul total de energie al tarii, Marea Britanie este pe cale sa isi atinga targetul privind sursele regenerabile, care prevad producerea a 30% de energie din surse regenerabile, pana in 2020. Cu toate acestea, trecerea la aceasta forma de furnizare a energiei nu este deloc lipsita de provocari.

Tranzitia catre retelele inteligente

Chiar si in prezent, costul este una dintre cele mai importante bariere in ceea ce priveste adoptarea resurselor de producere a energiei regenerabile. Tarile dezvoltate, asa cum este Marea Britanie, au o infrastructura matura pentru combustibili fosili, care exista de peste 100 de ani.
Trecerea la o alternativa regenerabila este, in multe cazuri, mai scumpa si necesita o investitie initiala mult mai mare. Acelasi lucru este valabil si pentru tarile in curs de dezvoltare, unde tehnologia regenerabila este si mai prohibitiva din punct de vedere al costurilor.
Infrastructura energetica a Marii Britanii, gandita initial pentru a functiona pe baza de combustibili fosili, a fost fortata sa se adapteze. Aceasta retea este utilizata acum pentru a distribui energia produsa atat pe baza de carburanti fosili cat si din surse regenerabile.
Aceasta a contribuit la extinderea retelelor inteligente – un tip de retea care foloseste controlul si comunicarea intr-un mod specific – pentru a evita necesitatea extinderii costisitoare a infrastructurilor de cabluri si fire.
In urmatoarele decenii, miliarde de lire sterline vor fi cheltuite pe reteaua de energie a Marii Britanii. Desi o parte din aceasta suma este necesara pentru a intretine sistemul existent si pentru a inlocui echipamentele imbatranite, crearea de retele inteligente va necesita, de asemenea, investitii in tehnologii noi.
Mai mult, aceste nevoi au incurajat un angajament din partea principalilor operatori de retele de electricitate din Marea Britanie, printre care si SSE Networks si UK Power Networks care promit sa livreze o infrastructura de retele smart in valoare de 17 miliarde de lire sterline pana in 2050.

Gestionarea incertitudinii

Un diferentiator esential al retelelor inteligente este integrarea resurselor de producere a energiei regenerabile. Spre deosebire de combustibilii fosili, sursele regenerabile nu produc energie la un nivel pre-determinat. In consecinta, operatorii nu pot prezice in mod exact productia fara investitii in tehnologie.
Fermele eoliene ofera o demonstratie utila privind aceasta incertitudine. Folosind date retrospective, un operator poate estima cat de des va genera o ferma eoliana energie constant, insa este aproape imposibil sa faca predictii exacte. In fapt productia de energie de la o turbina poate scadea fara avertisment – si nu exista o metoda dovedita care sa poata stabili momentul in care se va imbunatati productia.
Aceeasi situatie este valabila si in ceea ce priveste fermele solare fotovoltaice. Energia hidro-electrica este singura sursa de energie care poate fi controlata fizic, pentru ca in aceste centrale apa poate fi stocata in rezervoare si folosita atunci cand este necesar, simuland in acest fel generarea naturala de energie hidroelectrica.
Volatilitatea surselor regenerabile de energie poate crea, de asemenea, situatii problematice legate de surplus. Sa presupunem ca viteza vantului urmeaza sa creasca in mod dramatic; daca nu este pregatita, reteaua nu va fi capabila sa faca fata valului brusc de crestere a energiei de la o ferma de energie eoliana, iar asta poate cauza intreruperi de energie. Au existat chiar situatii in care operatorii au fost nevoiti sa recurga la platirea consumatorilor pentru ca acestia sa foloseasca electricitatea in exces, astfel incat surplusul de energie imposibil de gestionat sa fie echilibrat.
Fluxul de energie de rezerva, sau back feeding-ul, este o metoda de gestionare a acestui exces de energie.
Insa back feeding-ul nu este exclusiv pentru sursele regenerabile, si apare de obicei la retelele de energie de scara mica, in general la mijlocul zilei, atunci cand oamenii nu sunt acasa. Cum cererea de energie rezidentiala in timpul acestor perioade este scazuta, o parte din electricitatea generata poate fi trimisa intr-un transformator, prin retea.
In mod traditional, insa, sistemele distribuite necesitau back feeding. Cea mai mare parte a productiei de electricitate provenea din surse de carburanti fosili de scara mare, din reteaua principala; de aceea, energia ar circula in mod previzibil in sistemele mai mici.
Cu toate acestea, numarul din ce in ce mai mare al locurilor de producere a energiei regenerabile, la fel ca si al locatiilor de microgenerare, inseamna ca volatilitatea energiei este in crestere, cauzand mai multe situatii de back feeding, dar si noi necesitati legate de stocarea de energie.

Prognozarea productiei

Pentru a atenua aceste dificultati poate fi utilizata o mai buna prognozare a productiei de energie. Cu toate acestea, se spune ca previziunile sunt adesea oferite doar pentru confortul factorilor de decizie – operatorii de retele, clientii finali si investitorii in energie regenerabila. Prognozele nu sunt folosite in operatiunile zilnice ale locurilor de producere a energiei, din pricina limitarilor lor.
Prognozele exacte necesita o abordare inter-disciplinara complicata care presupune analizarea datelor matematice, a statisticilor, a datelor meteorologice si acumularea de date istorice de la locul de producer a energiei. Chiar si atunci, dezavantajul unei prognoze este ca ea reprezinta pur si simplu o extrapolare a ceea ce s-a intamplat, si nu informatii sigure legate de viitor.
Folosind prognozari mai exacte, insa, operatorii ar putea gestiona mai bine cererea si oferta. Tehnologiile de ultima generatie incep deja sa imbunatateasca exactitatea prognozelor, utilizand modele computerizate actuale. Cu toate acestea, este recomandabil ca tehnologiile moderne sa fie folosite in paralel cu monitorizarea sistemului in timp real.
Softurile de control pentru retele intreligente permit operatorilor sa gestioneze activ comportamentul retelei in timp real. Astfel, operatorul poate reactiona in mod adecvat daca locul de productie incepe sa genereze mai multa sau mai putina energie decat nivelul asteptat.
Desi aceasta perspectiva in timp real nu atenueaza caracterul volatil al producerii resurselor regenerabile, ea poate imbunatati gradul de constientizare privind conditiile unui sistem. De pilda, softul ar putea alerta imediat un operator atunci cand vitezele vantului cresc. Coreland aceste date cu informatii din reteaua mai mare, softul poate oferi un avertisment legat de aparitia unui surplus de energie, solicitand astfel back feeding-ul.
Back feeding-ul nu este intotdeauna o optiune fezabila, insa. In unele situatii, energia in exces trebuie sa fie stocata. Cercetarile efectuate de compania de cercetare a pietei Aurora Energy Research sugereaza ca pentru a-sti atinge targetul legat de energia regenerabila, Marea Britanie are nevoie de o capacitate aditionala de stocare de 13 GW, pentru a echilibra cu succes reteaua.

Stocarea energiei

La fel ca in cazul multor forme de tehnologie energetica, o provocare majora in ceea ce priveste implementarea stocarii de energie este cea legata de costuri. Dincolo de metodele de stocare a apei in centralele hidro-electrice, retelele traditionale de electricitate au extrem de putine metode de stocare a energiei in exces.
Mai exact, studiul Aurora Energy Research arata ca implementarea stocarii de energie in reteaua britanica ar necesita o investitie de 6 miliarde de lire sterline.
Stocarea energiei joaca un rol important in crearea unei retele flexibile. Cand furnizarea de energie depaseste cererea, energia in exces necesita stocare sigura, pentru a evita astfel pierderile. In mod similar, atunci cand cererea este mai mare decat oferta, stocarea energiei permite instalatiilor de stocare sa trimita aceasta energie stocata inapoi in retea.
Intr-o lume in care dependenta de energii regenerabile va fi tot mai pronuntata, instalatiile de stocare a energiei vor fi zone tampon extrem de importante pentru energia in exces.
Desi exista extrem de multe proiecte de cercetare dedicate dezvoltarii metodelor de stocare a energiei, inclusiv aerul comprimat, stocarea termica si stocarea cu ajutorul bateriilor, aceste tehnologii sunt inca in faza de pionierat.
Pe continent exista cateva exemple de succes in ceea ce priveste utilizarea bateriilor pentru stocarea energiei regenerabile in exces. Acestea includ o ferma de stocare cu baterii, creata de BMW in Leipzig, Germania, gazduita de propriul lor sit de generare de energie eoliana. Locul de productie a energiei opereaza folosind 700 de baterii de vehicule electrice “second-life”, care sunt folosite pentru a stoca excesul de energie eoliana inainte ca acesta sa ajunga inapoi in retea.
Fara cunostinte exacte referitoare la cand, unde si cat de multa energie este necesara in retea, stocarea cu ajutorul bateriilor este inutila. Trimiterea acestei energii inapoi in retea necesita informatii in timp real cu privire la starea retelei. De aceea, instalatiile la scara larga, asa cum este si centrul BMW din Germania, vor folosi un soft inteligent pentru a monitoriza in mod constant si pentru a inregistra cererea de energie, precum si pentru a furniza astfel energie in mod adecvat.
Inca o data, aceasta necesita investitii din partea centrului in sine, dar este un punct esential pentru crearea unei retele energetice cu adevarat inteligente.
Trecerea de la o retea energetica traditionala la o retea inteligenta complet functionala este incredibil de complexa. Infrastructura imbatranita a Marii Britanii inseamna ca investitia in mentinerea si repararea acestor instalatii este un aspect esential, insa nici investitiile in tehnologii de ultima generatie nu pot fi ignorate.
Marea Britanie poate fi capabila de generarea unui procent de 100% din necesarul sau de energie din surse curate, insa pana cand nu va adopta tehnologiile cu ajutorul carora sa poata gestiona, stoca si distribui eficient energia, acest obiectiv nu va fi dus la indeplinire.

Sursa: https://www.smart-energy.com/

Previous

Next

Submit a Comment

Your email address will not be published.