A szén-dioxid-kibocsátás csök­kentésének egyik mód­ja a vil­lamos­energia-ter­me­lés át­állítása kar­bon­­sem­le­ges­re. Ennek érdekében az Innovációs és Technológiai Minisztérium (ITM) 2020 elején Klíma- és Természet­vé­del­mi Ak­ció­ter­vet dolgozott ki. Ennek ré­szeként a magyar villamos­energia-termelést 90 százalékban karbon­sem­legessé alakítjuk át 2030-ra, mi­közben garantált az ország energia­biztonsága. Ennek érdekében 2030-ig 6000 mega­watt termelő­kapacitású PV (photo­voltaic) naperőmű üzembe állí­tását ösztönzi az ITM. Össze­ha­son­lításul: a villamosenergia-fogyasztás tavalyi leg­nagyobb csúcs­teljesítménye 7150 me­ga­watt volt.

Milyen műszaki kihívásokkal kell szembenéznünk?

A PV naperőműveket a hagyományos termelőkkel ellentétben ott létesítik, ahol megfelelő hely van a számukra, és ahol jól süt a nap. Ezért ezek nem az átviteli hálózatra, hanem az elosztói és főelosztói hálózatra csatlakoznak. Ez különféle hálózati problé­mákat okoz, például túlterheléseket és fe­szültségingadozásokat. Ezenkívül a naperőművek termelése időjárás-, napszak- és év­szakfüggő. Jellemzően nem akkor termelik az energiát, amikor arra a fogyasztás szempontjából szükség lenne. Ezekre a feladatokra különféle műszaki megoldások léteznek, ilyen például az energiatárolás. Az energiatárolás segítségével a megtermelt energiát többlet esetén eltároljuk, és akkor adjuk vissza, amikor azt a fogyasztás szükségessé teszi. Például a naperőmű energiáját nappal eltároljuk, és éjszaka az elektromos buszok töltésére használjuk.

Békéscsabai SG parkolófedéses nap­erőmű grafikája

Mi is az a Smart Grid és mire jó?

A Smart Grid (SG) rendszerek esetében egy közösség saját maga termeli meg a villamos energiát, és helyben el is fogyasztja. Ennek érdekében úgy kell kialakítania a saját villamos hálózatát, hogy arra csatlakozzanak a közösség villamos­energia-termelői és fogyasztói is. Ehhez a villamos hálózatán energiatárolót kell alkalmaznia, sok esetben még villamos magán­hálózatot is kell létesítenie. A magán­hálózatot természetesen célszerű az elosztói hálózatra csatlakoztatni, mert ez biztosítja a hálózati stabilitást és szükség szerint a villamos­­energia-vételezést és értékesítést. Ahhoz, hogy a Smart Grid rendszer megfelelően működjön, intelligens Smart Grid központot kell létesíteni, mely begyűjti az adatokat az objektumokról, azokat a diszpécser számára megjeleníti, és to­váb­bítja az intelligens modul felé. Ez aztán az adatokat mesterséges intelligencia segítségével értékeli és tárolja, elvégzi a termelés és fogyasztás előre­jelzését, majd a feladatnak megfelelően előállítja az energia­tároló és a többi vezérelhető objektum számára az optimális vezérlési igényeket, amiket aztán a tároló vezérlője végrehajt.

Infoware SG monitoringképe

Ezzel a módszerrel a közösség optimálisan tudja hasznosítani a nap­energiát, meg tudja takarítani az arányos hálózat­használati díjat, vagy optimalizálni tudja az általa megtermelt villamos energia értékesítését és vételét az áramtőzsdén.

A villamos­energia-hálózat szempontjá­ból is kedvező ez a megoldás, mert azt tehermentesíti és egyúttal csökkenti a feszültség­ingadozásokat anélkül, hogy jelentősebb hálózati fejlesztést kellene végrehajtani.

Ilyen lokálisan termelő és fogyasztó energia­közösségek lehetnek tipikusan önkormányzatok, ipar­vállalatok vagy ipari parkok.

Az Infoware saját Smart Grid rendszere

Az Infoware Zrt. világviszonylatban is élen jár az akkumulátoros energia­tárolók hasznosításában, Magyar­országon pedig ezek gyártásában és rendszerbe állításában is. Annak érdekében, hogy fejlesztéseinket tesztelni tudjuk, saját Smart Grid rendszert alakítottunk ki sziget­szent­miklósi telep­helyünkön. Ennek során támogatott projekt keretében létesült egy-egy 30 kWp (kilowatt peak, azaz pillanatnyi csúcsteljesítmény – a szerk.) és 22 kWp naperőmű, valamint 2 darab 20 kW/68,5 kWh lítiumionos energiatároló. Fogyasztóként saját gyártó­csarnokunkat és villamos laboratóriumunk eszközeit használjuk.

Az intelligens alkalmazások fejlesztésében saját mérnökeinken kívül közel tíz cég vesz részt. Közülük három külföldi: két német és egy izraeli. A fejlesztés során a cégek a mi Smart Grid rendszerünket használják tesztelésre.

A békéscsabai Smart Grid rendszer

A Békéscsabai Önkormányzat a Modern Városok Program keretében létesíti Smart Grid rendszerét. Az ezzel kapcsolatos köz­beszerzési pályázatot az Infoware Zrt. nyerte fővállalkozó­ként. A projekt során a következő objektumokat létesítjük: 1,3 MWp PV naperőmű, 1,2 MW/2,4 MWh lítiumion-akkumulátoros energia­tároló, 11 kV-os magánhálózat Nemzeti Közmű-csatlakozással és az egészet vezérlő Smart Grid központ, amely látványos látogató­központtal egészül ki. A látogató­központban egy 65 colos érintő­képernyős monitoron nézhetik meg az érdeklődők a Smart Grid működését és aktuális energiaállapotát 3D-s animált grafikákkal illusztrálva.

Békéscsabai SG látogatóközponti monitor felvétele

A projekt jellegzetessége, hogy a lí­ti­umion-akkumulátorok tűzvédelmi re­kesz­­rendszerben lettek elhelyezve, ami megakadályozza ezen akkumulátorok hő­meg­futásos tüzének keletkezését, ezért a sportközpont látogatói a lehető legnagyobb biztonságban lesznek.

Békéscsabai SG BESS lítiumion-akkumu­lá­torai a tűzvédelmi rekeszekben

Az objektumokat már telepítettük, jelenleg ezek összekötése, illetve a vezérlő­központ szoftvereinek implementálása van folyamatban.

Jövőbeni kihívások

Békéscsaba Megyei Jogú Város a Smart Grid rendszerét a jövőben elektromos autók töltőivel kívánja kibővíteni, amihez további nap­erőművek és energia­tárolók létesítését tervezi.

Jogi szabályozások szükségesek az ener­gia­közösségek számára, amennyiben elosztói hálózatra is csatlakoznak a közösség termelői és fogyasztói.

Jelenleg Magyar­országon a villamos energia vételi ára rögzített, de a jövőben – más országokhoz hasonlóan – nálunk is dinamikusan változó lesz. Az értékesítési ár már most is óránként dinamikusan változik a HUPX áramtőzsdén.•