Integracja odnawialnych źródeł energii (OZE) z sieciami energetycznymi to kluczowy krok w globalnej transformacji energetycznej, mającej na celu zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i zmniejszenie zależności od paliw kopalnych. Wzrost udziału OZE w energetyce wymaga jednak modernizacji i rozbudowy sieci przesyłowych, które pierwotnie zaprojektowano z myślą o stabilnych, scentralizowanych elektrowniach węglowych, gazowych czy jądrowych. Współczesna infrastruktura energetyczna często nie jest przystosowana do zmiennej i rozproszonej natury produkcji energii ze źródeł takich jak słońce czy wiatr.
Spis treści
Integracji OZE z sieciami energetycznymi
W 2021 roku Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) podkreśliła, że aby osiągnąć cele zrównoważonego rozwoju, udział OZE w globalnym miksie energetycznym musi gwałtownie wzrosnąć, co wiąże się z koniecznością modernizacji i rozbudowy sieci energetycznych.
Odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna, geotermalna czy biomasa, charakteryzują się zmiennością i nieprzewidywalnością produkcji, co stawia dodatkowe wyzwania przed systemami przesyłowymi i dystrybucyjnymi. Sieci energetyczne zaprojektowane z myślą o tradycyjnych, centralnie zlokalizowanych elektrowniach węglowych, gazowych czy jądrowych, muszą zostać dostosowane do dynamicznie zmieniającego się charakteru produkcji energii z OZE.
Przestarzała infrastruktura energetyczna
Przestarzała infrastruktura energetyczna to jedno z głównych wyzwań w procesie integracji OZE z sieciami energetycznymi. Wiele istniejących sieci energetycznych zostało zaprojektowanych kilkadziesiąt lat temu, kiedy dominowały duże, centralne elektrownie zapewniające stałą produkcję energii. Taki model systemu energetycznego jest niewystarczający w obliczu wzrastającego udziału źródeł odnawialnych, które są rozproszone i charakteryzują się zmiennością produkcji.
Kluczowe problemy związane z przestarzałą infrastrukturą obejmują starzejące się linie przesyłowe oraz niewystarczającą pojemność sieci. Stare linie przesyłowe są bardziej podatne na awarie i mogą nie być w stanie przenieść dodatkowej energii generowanej przez nowe instalacje OZE. Ponadto, wiele sieci lokalnych nie jest w stanie przyjąć dodatkowych ilości energii, co może prowadzić do przeciążeń i wyłączeń źródeł odnawialnych.
Kroki w celu modernizacji infrastruktury
Inwestycje w inteligentne sieci (smart grids)
Inteligentne sieci pozwalają na bardziej efektywne zarządzanie produkcją i konsumpcją energii. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych technologii informacyjno-komunikacyjnych, smart grids umożliwiają monitorowanie i sterowanie przepływami energii w czasie rzeczywistym. Wprowadzenie inteligentnych liczników i systemów zarządzania siecią pomaga lepiej dostosować produkcję z OZE do zapotrzebowania oraz minimalizować straty energii.
Rozbudowa i modernizacja linii przesyłowych
Aby zwiększyć pojemność i niezawodność sieci, konieczne jest inwestowanie w nowe linie przesyłowe oraz modernizacja istniejących. Budowa nowych, wysokowydajnych linii przesyłowych, takich jak linie wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC), może znacznie poprawić efektywność przesyłu energii na dużych odległościach, zmniejszając jednocześnie straty energii.
Integracja magazynowania energii
Magazyny energii, takie jak baterie litowo-jonowe, technologie pomp ciepła czy akumulatory elektromechaniczne, mogą pomóc w stabilizacji sieci poprzez magazynowanie nadmiarowej energii produkowanej przez OZE w okresach niskiego zapotrzebowania i uwalnianie jej, gdy zapotrzebowanie wzrasta. Systemy magazynowania energii mogą również zredukować obciążenie sieci w szczytowych okresach, co zwiększa niezawodność dostaw.
Wprowadzenie rozproszonych źródeł energii (DER)
Rozproszone źródła energii, takie jak dachowe instalacje fotowoltaiczne, małe elektrownie wiatrowe czy lokalne systemy kogeneracyjne, mogą przyczynić się do odciążenia głównych sieci przesyłowych. Dzięki rozproszeniu produkcji energii możliwe jest lepsze dostosowanie produkcji do lokalnego zapotrzebowania oraz redukcja strat przesyłowych.
Zastosowanie technologii cyfrowych i IoT
Technologie Internetu Rzeczy (IoT) oraz zaawansowane systemy analityczne mogą znacząco poprawić efektywność zarządzania siecią. Wykorzystanie czujników IoT do monitorowania stanu infrastruktury oraz systemów analizy danych pozwala na szybkie wykrywanie i reagowanie na awarie, a także optymalizację przepływów energii w czasie rzeczywistym.
Wyłączanie źródeł OZE z powodu ograniczeń sieci
Integracja odnawialnych źródeł energii (OZE) z istniejącymi sieciami energetycznymi napotyka na dodatkowe wyzwanie w postaci wyłączania źródeł OZE z powodu ograniczeń sieciowych. Sytuacja ta występuje, gdy nadmiar energii produkowanej przez źródła odnawialne nie może być przesyłany do sieci energetycznej, co prowadzi do konieczności wyłączania tych źródeł. To zjawisko ma istotne konsekwencje zarówno dla efektywności wykorzystania OZE, jak i dla stabilności systemu energetycznego.
Dlaczego dochodzi do wyłączania źródeł OZE?
Wyłączanie źródeł OZE często wynika z nadprodukcji energii w stosunku do zapotrzebowania, zwłaszcza w słoneczne dni i wietrzne noce. W takich sytuacjach, gdy sieć nie jest w stanie przyjąć nadmiaru energii, operatorzy muszą ograniczać produkcję lub wyłączać OZE. Problem ten jest potęgowany przez przestarzałe sieci, które nie są przystosowane do zmiennej produkcji z OZE, oraz przez lokalne ograniczenia infrastrukturalne. Dodatkowo brak zaawansowanych systemów magazynowania energii sprawia, że nadmiar produkcji nie może być przechowywany na później, prowadząc do marnowania energii.
Serdecznie zapraszamy do odwiedzenia naszej strony internetowej gsenergia.pl, gdzie znajdą Państwo pełną gamę naszych usług.
W naszej ofercie znajdują się między innymi: Audyty Energetyczne, Świadectwa Charakterystyki Energetycznej, Kogeneracja oraz nasze nowości: Technologie Wodorowe, Wsparcie w Pozyskiwaniu Fuduszy i rozwiązania w zakresie Dekarbonizacji.
Odkryj więcej!
