Projekt Nice Grid: chytré sítě utvářejí město budoucnosti

Projekt zahájený v roce 2012 nese název Nice Grid a bude probíhat čtyři roky. Cílem je v praxi prověřit fungování systému smart grid s využitím moderních zařízení pro komunikaci a řízení odpovědi sítě na okamžitou poptávku v podmínkách zapojení velkého podílu zdrojů solární energie, rozptýlených mezi velký počet drobných míst výroby a připojených k individuálním zásobníkům energie. Jeho rozpočet ve výši 30 mil. euro je financován francouzskou vládou a z evropských zdrojů v rámci 7. rámcového výzkumného programu EU. Hlavním koordinátorem je francouzská národní elektrická distribuční společnost ERDF, která zastřešuje 95 % rozvodných sítí v zemi, ve spolupráci s dalšími subjekty z řad energetických, výrobních a jiných společností a také stovkami bytových a firemních zákazníků. Na projektu, který je součástí evropské iniciativy Grid4EU spolupracuje 27 partnerů ve 12 zemích EU a jeho cílem je mj. vytvořit a vyzkoušet lokální mikrogrid integrující řešení MaxSine eStorage připojené na 200 míst vybavených fotovoltaickými systémy. Výsledkem by měl být moderní systém energetického řízení, který by umožňoval optimalizovat výrobu a spotřebu elektřiny na regionální úrovni, se zapojením spotřebitele energie do řízení poptávky v roli přímých účastníků distribučního procesu.
Lokalita nebyla zvolena náhodně - město Carros v oblasti Alpes - Maritimes v jihovýchodní Francii, leží na okraji přenosové soustavy státní distribuční sítě, což je na jednu stranu strukturální handicap z hlediska dodávek elektřiny, nicméně má také velký podíl obnovitelné energie, zejména solární získávané z individuálních solárních zdrojů. V rámci projektu Nice Grid je testovací oblast rozdělena do tří sekcí:
 „Modrý sektor“ zahrnuje 1500 odběrných míst města Carros připojených k energetické síti prostřednictvím středonapěťových distribučních vedení a vybavených zásobníky energie o celkovém výkonu 5 MW.
„Oranžový sektor“ - 200 spotřebitelů, vybavených fotovoltaickými zdroji o úhrnném špičkovém výkonu 2,5 MWp, má za úkol testovat rovnováhu mezi výrobou elektřiny, spotřebou a ukládáním do zásobníků energie.
„Žlutý sektor“ - skupina spotřebitelů odpovídající kapacitě jedné veřejné rozvodny. Tato zkušební zóna, izolovaná od běžné distribuční sítě, využívá pro svou spotřebu pouze vlastní elektřinu kterou si vyrábí pomocí fotovoltaických zdrojů.
Zásobníky energie zapojené do systému tvoří jedna velká 560kWh / 1,1MW li-ion baterie na primární rozvodně v Carrosu, propojující distribuční síť s přenosovou, pět 310kWh / 100kW li-ion baterií instalovaných na pěti středně- a nízkonapěťových rozvodnách, které ovládají špičkový výkon fotovoltaických zdrojů a řídí období špičkové poptávky. Umožňují i provoz v ostrovním režimu a efektivnější řízení toků energie a napětí v síti, a stovka 6,6kWh/3kW li-ion baterií v domácnostech dobrovolných účastníků, které pomáhají při regulaci spotřeby energie na úrovni koncového spotřebitele.
Cílem testů je v praxi prověřit možnost snížení špičky v energetické síti (mezi 18. a 20. h) pomocí chytrých elektroměrů. Např. v současné době testuje 130 dobrovolných účastníků z řad domácností, jak by v praxi mohla fungovat snaha o snížení večerní špičky v energetické síti pomocí chytrých elektroměrů tím, že nebudou v tomto čase používat energeticky náročné spotřebiče, nebo vypnou na určitou dobu elektrické topení apod. Jde v podstatě o řešení umožňující dobrovolné snížení odběru, založené na proaktivních úsporách v době špičkové poptávky.

Od chytrých sítí k chytrým městům
Technologie Smart Grid se používá jako prostředek k propojení zdrojů a optimalizaci výkonu přenosových sítí. Tyto systémy inteligentních sítí vedly ke vzniku nového konceptu udržitelného městského prostředí, označovaného jako "inteligentní města". Iniciativa Nice Grid, první demonstrační projekt “chytré sluneční sítě” v Evropě, předznamenává tento nový městský model. Kromě toho, v případě mimořádné události, může být "ostrovní“ zóna s vlastní (fotovoltaickou) výrobní kapacitou a zařízením pro skladování energie odpojena během časově omezeného období od hlavního sítě. Tento tzv. microgrid může nezávisle zajistit provozní kontinuitu při zachování požadovaného napětí a frekvence elektrického vedení.

Díky spojení energetické infrastruktury s informačními technologiemi, optimalizují inteligentní rozvodné sítě výrobu a distribuci elektrické energie na základě spotřeby v reálném čase. Díky této výměně informací a komunikaci v reálném čase mezi spotřebiteli, distributory a správci sítí monitoringu zatížení sítě, umožňují inteligentní sítě organizovat rovnováhu mezi různými toky.
Smart Grids řeší v souvislosti s exponenciálním růstem poptávky po elektřině tři klíčové faktory:
• Snížení investic do infrastruktury nastavením sítě v souladu s průměrnými vzorci spotřeby místo maximální úrovně spotřeby,
• Správa úrovně spotřeby a eliminace výpadků,
• Integrace obnovitelných zdrojů a jejich specifických prvků a požadavků (intermitentní povahy elektrické energie v rozptýlených výrobnách).
Řešení Smart Grid se skládá z hardwarové a softwarové komponenty, které komunikují prostřednictvím informačních a komunikačních technologií. Vše je sledováno z dispečinku. Architektura Smart Grids zahrnuje tři úrovně :
• Tradiční mřížka zařízení (rozvodny, linky, atd.) pro přenos elektrické energie v sítích nízkého, středního a vysokého napětí.
• Automatizované systémy, které zajišťují propojení obnovitelných a tradičních zdrojů energie, řešení pro ukládání dat spotřebitelů a řídí tok elektrické energie v síti. Tyto systémy komunikují s řídicí místnosti prostřednictvím specializovaných telekomunikačních řešení.
• Kontrolní místnosti s využitím softwarových řešení pro správu transakcí, které pomáhají vytvořit rovnováhu mezi nabídkou a poptávkou, optimalizovat tok elektřiny v sítích a zajistit korektní připojení všech síťových zařízení.

MaxSine eStorage - “energetické konzervy”
Firma Alstom, jako významný hráč v oblasti softwarových řešení označovaných jako mission-critical, vyvinula integrované řízení vycházející z mnohostranné výměny informací v reálném čase mezi všemi aspekty energetického systému. Inteligentní řešení pro správu energie řídí a optimalizuje řadu místních zdrojů, jež jsou k dispozici v reálném čase. Jeho součástí je i nový konverzní systém MaxSine eStorage pro ukládání energie. Nabíjí baterie nebo z nich dodává energii na základě poptávky po elektřině v celé elektrické síti, čímž se snižuje množství energie potřebné od provozovatele.
MaxSine eStorage, využívá ukládání energie v bateriích umožňující “skladování” energie podél sítě, a vyvážení toku energie v reálném čase na základě spotřebitelské poptávky. Mj. řeší i faktor nestability elektrické sítě tvořené přerušovanými obnovitelnými zdroji energie, jako je vítr a sluneční svit.
Je nainstalován s napájecím měničem a ovládacím software v reálném čase. Výkonový měnič připojuje do sítě bateriový stejnosměrný proud (DC) a převádí jej na střídavý proud (AC) používaný v energetických sítích. Provádí konverzi elektrické energie, která má být uložena v baterii, nebo má být odeslána do sítě ke spotřebě. Software představuje systém řízení eStorage, který vytváří výrobní plán, rychle reaguje na podmínky a požadavky na udržení energetické rovnováhy v síti, zajišťuje bezpečné a efektivní řízení zátěže a regulace frekvence.
Výhodou je rozprostření přenosu a distribuce elektrické energie. Každý modul je připojen k akumulátoru o kapacitě až 2 MW, a v propojení s dalšími moduly může skladovací kapacita dosáhnout 12 MW. Na úrovni výroby energie nabízí MaxSine eStorage zálohovací řešení pro dobu, kdy jsou zdroje elektřiny vystaveny vysoké poptávce. Generátory elektrické energie a provozovatelé přenosových sítí mohou do jednotky MaxSine uložit svou produkci v době nízké poptávky a nízké ceny, a uložená energie může být později k dispozici během několika sekund, aby pomohla zvládnout špičkové zatížení. V distribuci na městské úrovni pomáhá MaxSine eStorage spotřebitelům lépe řídit hospodaření s energií, kterou mohou nakupovat, když jsou nižší ceny.
Dnes jsou instalovány po celém světě pro skladování energie baterie o kapacitě jen několik set megawattů. Mezi lety 2011 a 2013 byl ale zaznamenán dvojnásobný nárůst - z 370 MW na 734 MW.
 

Publikováno: 14. 4. 2014 | Počet zobrazení: 2453 572