Technologia ZKlaster znacząco obniży koszty dystrybucji energii
Eksperci szacują, że nawet kilkanaście procent całej energii krążącej w polskich sieciach energetycznych stanowi moc bierna. Mimo że jedynie moc czynna ma udział w pobieranej lub przesyłanej energii, to moc bierna jest nieodłączną częścią „mocy całkowitej”, precyzyjnie rzecz ujmując – mocy pozornej. Moc bierna jest generowana lub pobierana w prawie każdym elemencie systemu: wytwarzaniu, przesyłaniu i dystrybucji, jednocześnie wpływając negatywnie na sieć.
Opracowane i wdrożone przez ZKlaster Dystrybucja rozwiązanie – hybrydowy układ kompensacji – stanowi przełom w obszarze ograniczania kosztów kompensacji mocy biernej: zmniejsza je o około 50 proc.
W dobie szukania wszelkich możliwości zmniejszenia kosztów energii rozwiązanie zastosowane przez inżynierów w Zgorzelcu wpisuje się idealnie w potrzeby oszczędnościowe przedsiębiorców i konsumentów prywatnych. Opłaty i koszty związane z mocą bierną w Krajowym Systemie Energetycznym (KSE) stanowią przecież istotne składowe ceny, jaką finalnie płaci odbiorca energii.
Przedstawiciele spółki podkreślają, że stworzony przez nich system to naturalna konsekwencja działań i realizacji celów w ramach Zgorzeleckiego Klastra Rozwoju Odnawialnych Źródeł Energii i Efektywności Energetycznej. Wszystkie dotychczasowe inicjatywy ZKlastra mają wpływ na obniżenie śladu węglowego i emisji CO2. Do tej pory zgorzelecki klaster słynął z prowadzonych z rozmachem inwestycji w odnawialne źródła energii, teraz znalazł rozwiązanie na obniżenie śladu węglowego związanego z przesyłem energii. Tym samym dąży do zeroemisyjności i ponownie daje przykład modelowego prowadzenia transformacji energetycznej.
Korzystny dla prosumentów i operatorów
Hybrydowy układ kompensacji został zaprojektowany przez ZKlaster i białostocką spółkę Electrum. Jego celem jest zapewnienie kompensacji mocy biernej w czasie rzeczywistym. Zbudowany został z wykorzystaniem nowoczesnych inwerterów Huawei SUN 2000 215KTL.
System jest przede wszystkim konkurencyjny cenowo (również w eksploatacji i remontach) oraz zapewnia utrzymanie parametrów sieci w elektrowniach fotowoltaicznych. Jest to bardzo korzystne rozwiązanie także dla operatorów systemu dystrybucyjnego, ponieważ zwiększa przepustowość sieci dystrybucyjnych i przesyłowych oraz zmniejsza straty systemowe. Jego dodatkową zaletą jest szybka dostępność.
– Nasze rozwiązanie powinno być postrzegane z perspektywy cech hybrydowego statyczno-aktywnego kompensatora mocy biernej. Posiada zdolność do przechodzenia do dowolnego punktu pracy w granicach profilu p-q/pmax, może pracować w trybie regulacji napięcia oraz w trybie regulacji współczynnika mocy oraz umożliwia zdalny wybór jednego z trzech trybów regulacji oraz zadawania punktu pracy – tłumaczy Radosław Szyliński, członek zarządu Zklaster Dystrybucja.
Zarówno operatorzy sieci dystrybucyjnych, jaki i odbiorcy indywidualni borykają się z problemem opłat za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej i oddawanie energii biernej pojemnościowej do sieci OSD. Do czasu jego usunięcia są obciążani opłatami karnymi za niedotrzymanie tgφ (stosunek energii biernej do energii czynnej obliczony w okresie rozliczeniowym). Ceny za przekroczenie dopuszczalnych współczynników tgφ dla napięcia średniego wynoszą około 250 zł/Mvarh, a dla wysokiego napięcia – około 150 zł/Mvarh. Kary za wprowadzenie do sieci OSD energii biernej pojemnościowej są naliczane od każdej wprowadzonej kvarh.
– Na opracowany i wdrożony przez Zklaster Dystrybucja hybrydowy układ kompensacji trzeba spoglądać nie tylko z perspektywy niepłacenia kar, ale przede wszystkim z perspektywy wywiązania się operatora sieci dystrybucyjnej i wytwórcy OZE z obowiązków wynikających z NC RfG (kodeksu sieci) i IRiESD – dodaje członek zarządu Zklaster Dystrybucja.
Korekcja współczynnika mocy
Kompensację mocy biernej definiuje się jako zarządzanie mocą bierną w celu poprawy parametrów pracy systemów elektroenergetycznych. W systemach przesyłowych poprawia ona stabilność systemu prądu przemiennego poprzez zwiększenie maksymalnej mocy czynnej, która może być przesyłana. Korekcja współczynnika mocy to jedna z najlepszych inwestycji, która pozwala obniżyć koszty energii przy krótkim okresie zwrotu.
– Moc bierną w naszych sieciach dystrybucyjnych ograniczyliśmy przede wszystkim do pulsacji pomiędzy odbiornikami reaktancyjnymi a obwodami wybudowanego układu kompensacyjnego. Dokładnie rzecz ujmując, mamy do czynienia z pulsacją (wymianą) energii zgromadzonej w polu elektrycznym odbiorników reaktancyjnych o charakterze pojemnościowym (np. linie kablowe, kondensatory) a polem magnetycznym odbiorników reaktancyjnych o charakterze indukcyjnym (np. dławiki, transformatory) – wyjaśnia Radosław Szyliński.
– Sieci dystrybucyjne w okresach postoju PV zachowują się jak odbiorniki nieliniowe. To znaczy pobierają z sieci OSD Tauron Dystrybucja moc czynną i bierną. Energia czynna zamieniana jest na pracę użyteczną i ciepło, natomiast energia bierna pulsuje pomiędzy źródłem energii (elektrownią) a odbiornikiem (naszą siecią). Energia bierna jest niezbędna do działania odbiorników o charakterze indukcyjnym i pojemnościowym (np. transformatorów, dławików, oświetlenia led itp.). Jednak jej nadmiar jest niekorzystny i skutkuje dodatkowymi kosztami, gdyż powoduje dodatkowe obciążenie sieci przesyłowych. W związku z tym operatorzy systemu (OSD i OSP), wydając warunki przyłączenia (WP), określają z góry dopuszczalne wielkości poboru energii biernej – dodaje.
– Aby zachęcić odbiorcę do ograniczenia poboru, stosuje się opłaty za energię bierną. Przytoczony w WP współczynnik tg φ=Q/P, dotyczący rozliczeń energii biernej indukcyjnej, określa stopień szkodliwości jej oddziaływania na sieć (im wyższy współczynnik, tym gorzej). Nasz tgφ jest niższy niż 0,4. W kalkulacjach uwzględnia się średni współczynnik za okres rozliczeniowy (najczęściej miesiąc), a do naliczania opłat nie są brane chwilowe przekroczenia zadanego współczynnika tg φ. Jeżeli współczynnik mieści się w zadanej wartości wynoszącej 0,4, nie ponosi się opłat. W przypadku energii biernej pojemnościowej, ze względu na jej bardziej niekorzystny wpływ na sieć, opłata naliczana jest za każdą jej ilość – niezależnie od współczynnika mocy – tłumaczy ekspert.
Jak dodaje Radosław Szyliński, opłaty te mają charakter opłat sankcyjnych pobieranych jedynie od odbiorców, którzy generują ponadumowny pobór energii biernej. Ogólnie rzecz ujmując, kompensacja mocy polega na ograniczeniu pulsacji mocy biernej pomiędzy odbiornikiem a źródłem energii. W tym celu buduje się układy kompensacji, które są zbudowane z baterii kondensatorów oraz baterii dławików.
Kompensacja mocy biernej jest konieczna w systemach elektroenergetycznych ze względów nie tylko ekonomicznych i energetycznych, ale również środowiskowych, ponieważ moc bierna zwiększa straty energii i emisję dwutlenku węgla.
– Obniżenie śladu węglowego ma bezpośredni związek z obniżeniem strat przesyłu energii czynnej w sieciach dystrybucyjnych poprzez ograniczenie poboru energii biernej. Strata energii w sieciach polega na grzaniu się przewodów i rozproszeniu jej w otoczeniu na sposób ciepła. W związku z tym można stwierdzić, że układ kompensacji mocy biernej ZKlastra, ograniczając moc bierną w znacznym stopniu, przyczynia się do podniesienia efektywności energetycznej sieci dystrybucyjnych i redukcji emisji C02 – podkreśla Łukasz Trześniewski, prezes zarządu ZKlaster Dystrybucja.
Materiał opracowała Aleksandra Olczyk
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
