Internet Explorer, Chrome Browser, Firefox Browser, Safari Browser
Press Release03 липня 2020
Технології Grid Edge — початок розвитку енергетичної системи майбутнього
Перехід на відновлювані джерела енергії — серйозне випробування для енергетичної системи. Перспективні підходи для його подолання зараз виникають у сфері технологій Grid Edge, які розуміють як взаємодію між мережею та споживачами. Цифровізація відкриває новий шлях для злагодженого виробництва, зберігання та споживання енергії, що вигідно всім учасникам енергоринку.
Постачання енергії десятиліттями відбувалося за одним принципом. Великі електростанції виробляли енергію, яка мережею передавалася споживачам. У новому світі енергетики, де все більше енергії отримується з відновлюваних джерел, ця ідея вичерпала себе. Зменшення викидів вуглецю в процесі постачання енергії означає значно більше, ніж «просто» відмову від викопних видів палива: це неминуча трансформація енергетичної системи.
Ось одна з причин: енергія, отримана з відновлюваних джерел, як-от енергія вітру чи сонця, не виробляється на великих електростанціях. Вона дедалі все більш децентралізовано виробляється на мільйонах малих електростанцій, розміщених у промислових зонах, на дахах приватних будинків, фермах і сільськогосподарських територіях. Крім того, виробництво електроенергії сонячними електростанціями та вітряними турбінами схильне до значних коливань. Сонце не світить постійно, як і вітер не завжди дме з однаковою силою. Звичайні електростанції натомість постачають енергію безперервно, цілодобово, увесь рік.
Якщо ми хочемо використовувати більше електроенергії з відновлюваних джерел, потрібна енергетична система з більшою гнучкістю.
Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold), технічний директор, Siemens Smart Infrastructure
На шляху до гнучкішої мережі
Що більша частка вітряної та сонячної електроенергії в загальному обсязі, тим більші коливання в енергетичній системі. У певні періоди виробляється більше енергії, ніж споживається, а в інші попит перевищує пропозицію. «В енергетичній мережі завжди має бути баланс між виробництвом і споживанням», — пояснює Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold), технічний директор Siemens Smart Infrastructure. Найскладніша проблема — збалансувати нестабільне виробництво та споживання, яке також мінливе. «Якщо ми хочемо використовувати більше електроенергії з відновлюваних джерел, потрібна енергетична система з більшою гнучкістю», — продовжує Міхаель.
У майбутньому має бути можливість задовольнити потребу в електропостачанні у разі нестачі вітряної та сонячної енергії, що виробляється. Щоб цього досягнути, гнучкі електростанції мають також бути здатні зберігати електроенергію і контролювати її. Або ж потрібно знизити навантаження з боку споживача, щоб використовувати менше електроенергії. Крім того, акумуляторні батареї можуть частково забезпечити необхідну гнучкість.
Однак гнучкість також необхідна й у протилежній ситуації: коли сонячні електростанції опівдні в погожий літній день постачають значно більше енергії, ніж потрібно, цей «надлишок» також має бути збережено.
Мета полягає у створенні сучасної системи, у якій, переважно автономно, злагоджено взаємодіють енергетична мережа, виробники, потужності для зберігання й споживачі.
Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold), технічний директор, Siemens Smart Infrastructure
Основна вимога для підвищення гнучкості — прозорість мережі та взаємодії між підключеними складовими. Необхідно створити можливість встановлювати цифровий зв’язок між сонячними електростанціями, вітряними турбінами й іншими виробниками енергії та контролювати їх.
Це стосується й споживачів: що точніше можна передбачити та коригувати споживання промислового об’єкта або інтелектуальної будівлі, тим гнучкішою має бути енергетична система. «Мета полягає у створенні сучасної системи, де, переважно автономно, злагоджено взаємодіють енергетична мережа, виробники, потужності для зберігання й споживачі», — пояснює Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold).
Потрібно більше потужностей для зберігання
Зрозуміло, що система такого типу потребує додаткових потужностей для зберігання електроенергії. На рівні мережі, щоб її стабілізувати, необхідні системи зберігання, як-от акумуляторні батареї, які можуть миттєво постачати або накопичувати великі обсяги енергії.
Рішення для зберігання електроенергії актуальні не лише на рівні мережі, а й у новому світі енергетики. Компанії та приватні особи, які виробляють власну електроенергію (споживачі-виробники), також отримують переваги від засобів її зберігання. Споживачі-виробники, які використовують вітряні та сонячні електростанції, мають такі самі проблеми, що й оператори мережі, лише в меншому масштабі. В один період їхні електростанції виробляють надлишкову енергію, а в інший вони не можуть задовольнити власні потреби. Системи зберігання дають змогу споживачам-виробникам використовувати електроенергію незалежно від часу її виробництва. Так вони можуть споживати більше власної енергії, що, безперечно, є економічною перевагою. Крім того, вони набувають більшої автономії та здобувають надійніше джерело енергії.
Технології Grid Edge — це новий вимір взаємодії між споживачами, споживачами-виробниками, енергетичними ринками та інтелектуальними мережами.
Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold), технічний директор, Siemens Smart Infrastructure
Пошук способів зберігання й найефективнішого використання електроенергії вийшов за межі самого енергопостачання. Завдяки поєднанню секторів галузь електроенергетики, газова галузь і виробництво тепла працюють спільно. У так званих процесах Power-to-X надлишкова енергія перетворюється в інші форми, як-от тепло або газ. Їх можна безпосередньо використовувати (наприклад, для опалення) або зберігати. На подальшому етапі накопичену енергію можна повторно перетворити в електричну. З розвитком електромобілів багато уваги також приділяється поєднанню секторів електроенергетики та транспорту.
Нові технологічні підходи в межах Grid Edge
Така структура інтелектуальних мереж, систем зберігання та споживачів-виробників відкриває нові шляхи до підвищення гнучкості та надійності енергетичної системи. Завдяки цьому з’являються нові можливості для виробників електроенергії та операторів мереж, а також компаній і фізичних осіб, які хочуть брати участь у нових бізнес-моделях.
Багато таких можливостей зосереджені у сфері взаємодії між мережею й світом споживачів-виробників і споживачів, тобто в так званих технологіях Grid Edge. «Технології Grid Edge — це новий вимір, який розкривається, коли взаємодіють споживачі, споживачі-виробники, енергетичні ринки та інтелектуальні мережі», — пояснює Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold).
Можна сказати, що в Grid Edge заново визначаються зв’язки між споживанням, виробництвом і зберіганням. За допомогою цифровізації енергетичні потоки стають прозорішими, а для складної взаємодії між виробництвом і споживанням з’являється все більше можливостей для керування.
Рішення з підтримкою технологій Grid Edge можна застосовувати в різних ситуаціях. За потреби можливе модульне поєднання технологій. Нижче наведено деякі приклади.
Керування навантаженням
Розумне керування навантаженням (керування енергоспоживанням) дає змогу операторам мережі безпосередньо впливати на споживання електроенергії, коли на неї зависокий або занизький попит чи в разі обмежень у мережі. Найкраще керувати навантаженням дають змогу, зокрема, системи нагрівання й охолодження. Характери їх навантаження можна трохи змінювати без суттєвих наслідків.
Управління навантаженням в Нью-Брансвіку, Канада
Як канадська утиліта NB Power разом із Siemens заклала основу для програм реагування на вимогу.
ДетальнішеВіртуальні електростанції
Ідея віртуальних електростанцій полягає у поєднанні децентралізованих одиниць, щоб збільшити гнучкість і дати змогу учасникам спільно виводити на ринок свою енергію. Виробничі об’єкти, як-от електростанції на біогазі, вітряні турбіни, сонячні установки та гідроелектростанції, а також споживачі енергії, системи її зберігання та Power-to-X можна пов’язати між собою. Теоретично, саме таким чином будь-який децентралізований учасник енергетичного ринку, що споживає, виробляє або зберігає електроенергію, міг би стати частиною віртуальної електростанції. На практиці, однак, місцеві нормативні документи встановлюють певні обмеження.
Торговий центр з віртуальною електростанцією
Найбільший торговий центр Фінляндії не тільки прагне до енергоефективності та меншого викиду вуглецю, але й активно працює на енергетичному ринку.
ДетальнішеMicrogrid
Microgrid — місцеві відокремлені інтелектуальні мережі, які виробляють власну енергію. Їх можна використовувати з різною метою. Автономні Microgrid постійно задовольняють власні потреби в електроенергії, що доцільно у віддалених регіонах без підключення до енергетичної системи. У разі підключення до мережі вони можуть надавати послуги, наприклад балансувати пікові навантаження.
«Ми вважаємо, що інтелектуальні мережі майбутнього матимуть стільникову структуру, де Microgrid допомагатимуть керувати балансом між виробництвом і споживанням на найнижчому рівні мережі», — говорить Міхаель Вайнхольд (Michael Weinhold). Microgrid підвищують надійність місцевого енергопостачання та, у поєднанні з рішеннями для зберігання, сприяють стабільнішій роботі мережі.
Microgrid, яка створює стійкість
Microgrid в заповіднику Блакитне озеро Ранхерія в Північній Каліфорнії зарекомендувала себе в кризові періоди.
ДетальнішеЕлектротранспорт
Кількість електричних транспортних засобів невпинно зростає. Це становить проблему для мереж, оскільки в майбутньому значні піки навантаження можуть виникати під час одночасних процесів заряджання. З іншого боку, електротранспорт відкриває неймовірні можливості для електромережі. Якщо заряджати електричні автомобілі розумно, можна перетворити їх на гнучких споживачів і, як наслідок, найкращих кандидатів для керування навантаженням. Наприклад, вони можуть зменшити вартість розширення інфраструктури мережі. У майбутньому акумулятори електромобілів могли б слугувати джерелом енергії, коли потрібна додаткова балансувальна сила в мережі. Проте розвиток відповідних технологій (концепція Vehicle-to-grid) досі на ранньому етапі розвитку.
Електротранспорт в Лондоні
Наскільки інноваційна зарядна інфраструктура прокладає шлях до більш стійких рішень в сфері транспортування в Лондоні.
ДетальнішеНові можливості для всіх учасників енергоринку
Розумні системи, що керують виробництвом, зберіганням і споживанням енергії, створюють можливості для всіх учасників енергоринку. Вони дають змогу споживачам-виробникам і споживачам підвищувати енергоефективність своїх інтелектуальні будівель і промислових об’єктів, а також оптимізувати використання енергії, виробленої ними. Завдяки таким ідеям, як керування навантаженням і віртуальні електростанції, ці учасники можуть виходити на енергетичні ринки. Водночас вони роблять внесок в інтелектуальну, гнучку, економічну та надійну електромережу майбутнього, яка починає розвиток із технологій Grid Edge
Прес-реліз для завантаження
Follow us on LinkedIn
«Сіменс АГ» (Берлін і Мюнхен) - провідний світовий технологічний концерн, який протягом більше 170 років уособлює собою найвищий рівень інжинірингу, інновацій, якості, надійності і проявляє глобальний підхід до бізнесу. Компанія веде свою діяльність в більш ніж 200 країнах світу і спеціалізується в таких областях, як електрифікація, автоматизація і цифровізація. «Сіменс» - один з найбільших в світі постачальників енергоефективних і ресурсозберігаючих технологій. Підприємство є одним з провідних виробників парогазових установок для ефективного виробництва енергії, постачальником рішень для її передачі, піонером в області інфраструктурних рішень, технологій автоматизації та програмного забезпечення для промисловості. Компанія є великим виробником медичного обладнання для візуалізації (комп'ютерних та магнітно-резонансних томографів) і лабораторної діагностики. В 2019 фінансовому році, що завершився 30 вересня, оборот концерну склав 86,8 млрд. Євро, а чистий прибуток - 5,6 млрд. Євро. Більш детальна інформація: www.siemens.com і www.twitter.com/siemens_press.
ДП "Сіменс Україна" - одна з провідних промислових компаній України. Постачає обладнання, технології та комплексні рішення для ключових галузей української економіки: промисловості, енергетики, транспорту і автоматизації будівель. Центральний офіс компанії знаходиться в Києві, регіональні філії діють у Львові, Одесі, Дніпрі, Харкові та Кривому Розі. Більш детальна інформація доступна на Інтернет-сайті: www.siemens.ua.