Samooskrbne skupnosti so dejavnik razvoja na podeželju

Samooskrba pogosto ni dovolj za vse potrebe, zato je ključno, da je električno omrežje dovolj zmogljivo, da prenese nihanja v porabi. Tradicionalna pot je krepitev omrežij, druga, pogosto cenejša in v korist prebivalcev, pa tudi države, ki ima težave z doseganjem predpisanega deleža obnovljivih virov energije, pa je tako imenovana prožnost. To je lahko prilagajanje porabe ali pa proizvodnje energije. Na podeželju so omrežja šibkejša, postavljanje sončnih elektrarn brez prožnosti tako ne bi bilo mogoče. Rešitve teh vrst razvijajo tudi v Petrolu.

Najbolj sprejemljive elektrarne v Sloveniji so sončne elektrarne, a največ primernega prostora zanje je ravno na podeželju, kjer je tudi več gospodarskih poslopij s primerno nagnjenostjo streh. Čedalje pogosteje pa investitorji ostanejo brez možnosti za gradnjo, saj so omrežja prešibka. V elektrodistribucijskih podjetjih opozarjajo, da bi potrebovali trikrat več denarja za vlaganja v omrežja, pa to ne le eno, temveč več let.

To težavo so že vnaprej zaznali tudi pripravljalci novega nacionalnega energetskega in podnebnega načrta (NEPN), kot pravijo, bodo omrežja brez znatno povečanih vlaganj ozko grlo zelenega prehoda. A ni težava samo elektrika in omrežja, sektorje bo treba povezati, izkoriščati odpadno toploto, zlasti industrije, in povečati učinkovitost rabe energije, tako s prenovo stavb kot elektrifikacijo prometa.

Neodvisnost od geopolitike

Sodobni koncepti energetske lokalne samooskrbe so v vzponu, počasi tudi pri nas. Njihove glavne prednosti so, da omogočajo sonaravni razvoj skupnosti in tako vplivajo tudi na razvoj regije, člani pa najbolj poudarjajo znižanje računov za energijo, kar je v sedanji energetski krizi izjemno pomembno. Skupnosti prispevajo k povečanju zanesljivosti oskrbe z električno energijo, saj niso odvisne od geopolitičnih razmerij in trgov, ki lahko reagirajo tudi panično, prinašajo fleksibilno in decentralizirano omrežje z aktivnimi odjemalci, kamor se lahko integrira rešitve za shranjevanje energije ter rešitve za e-mobilnost, hkrati pa imajo velik vpliv na pospešeno razogljičenje in prihranke pri rabi energije.

Luče so prva energetska samooskrbna skupnost v Sloveniji in hkrati edina, ki omogoča otočno delovanje. Vasica v Savinjski dolini je v določenih časovnih obdobjih popolnoma energetsko samozadostna. »Projekt smo izvedli v sodelovanju s Fakulteto za elektrotehniko (koordinator EU projekta COMPILE), in Elektrom Celje, ki skupaj z nami sodeluje pri razvoju in tehnični implementaciji. Eden izmed glavnih ciljev projekta je bil zagotoviti zanesljivost in varnost oskrbe z energijo lokalnemu prebivalstvu ter povečati integracijo obnovljivih virov energije v omrežje. V okviru Energetske skupnosti Luče smo namestili devet sončnih elektrarn, ki bodo letno proizvedle 106 MWh čiste energije. Namestili smo sistemsko baterijo in pet hišnih baterij, ki omogočajo otočno delovanje skupnosti in izboljšajo napetostne razmere pri objektih. Vgradili smo javno polnilno mesto za električna vozila, v sklopu projekta X-Flex smo postavili tudi devet domačih polnilnic, in prenovili transformatorsko postajo, da omogoča priklop sistemske baterije in upravljanje lokalnega omrežja,« pravijo v Petrolu.

Luče so v mednarodni mreži gorniških vasi, ki si tudi prizadevajo za zeleni turizem. FOTO: Tomo Jeseničnik

Lokalna energetska skupnost sama proizvaja električno energijo iz obnovljivih virov energije, viške proizvedene energije pa shrani za kasnejše potrebe. Na osnovi upravljanja posameznih objektov in energetske skupnosti kot celote so za člane energetske skupnosti dosegli do petkrat višjo proizvodnjo iz sončnih elektrarn, kot je sprva omogočalo omrežje. Projekt je plod slovenskega znanja, razvite rešitve in storitve pa bodo v sklopu evropskega projekta integrirali tudi na druge pilotne lokacije po Evropski uniji.

»Na osnovi upravljanja posameznih objektov in energetske skupnosti kot celote so člani energetske skupnosti povečali zanesljivost oskrbe z električno energijo in znatno povečali proizvodnjo elektrike iz sončne energije, kot je sprva omogočalo omrežje. S pomočjo pametnih orodij se namreč proizvodnja iz sončnih elektrarn prilagaja razmeram v omrežju. Na ta način se poveča proizvodnja sončne energije, saj bi v običajnem scenariju distributer popolnoma ugasnil delovanje elektrarne, dokler se omrežje ne stabilizira. V Lučah uporabljamo pametna orodja, ki nam omogočajo, da to počnemo postopno in se vsako sekundo prilagajamo stanju v omrežju. Tako ne prihaja do popolnega izklopa, temveč le zmanjšane proizvodnje sončne elektrarne. Hkrati ko se omrežje stabilizira, lahko v krajšem času dvignemo proizvodnjo znova na 100 odstotkov. S takšnim "pametnim" upravljanjem smo dosegli kar petkrat višjo proizvodnjo iz sončnih elektrarn, kot bi jo brez uporabe teh orodij, hkrati pa pripomoremo tudi k stabilizaciji omrežja in večji zanesljivosti oskrbe z energijo,« pojasnjujejo v Petrolu.

Vasica Luče je v posameznih dneh popolnoma samooskrbna. FOTO: Brane Piano

Sodelovanje občine v projektu COMPILE je bilo zelo pomembno, hkrati je občini in sodelujočim občanom prineslo kar nekaj koristi. Do sedaj pasivni odjemalci električne energije so postali aktivni proizvajalci, in tako se je ne samo povečala samozadostnost ter zanesljivost oskrbe z električno energijo v tem delu občine, pridobljene tudi iz obnovljivih virov, temveč se je povečalo tudi zavedanje energetske in okoljske problematike ter povečala energetska učinkovitost in zmanjšala energijska intenzivnost porabe. Posredno so bili učinki tudi na izboljšanju medsosedskih odnosov in ekonomskem stanju lokalnega prebivalstva.

»S podatki o proizvodnji in porabi električne energije zagotavljamo visoko stopnjo samooskrbe in višjo stopnjo zanesljivosti dobave električne energije. Povezani proizvodni viri se obnašajo kot celota, v ozadju pa poteka upravljanje z viški, shranjevanje in ustrezno naslavljanje potreb glede na napovedi. Prožnost, ki nastane kot posledica povezovanja proizvodnje in shranjevanja električne energije, pa pomeni pozitivne ekonomske učinke za končne odjemalce,« še pravijo v Petrolu.

Prožnost za pomoč šibkejšim omrežjem

Z vključevanjem velikega deleža proizvodnje iz obnovljivih virov, naraščanjem števila toplotnih črpalk in električnih avtomobilov ter regulatornih zahtev, kot je uvedba omrežnih kodeksov (uvedba skupne EU platforme za sistemske storitve), se je potreba po enotah, ki so se zmožne hitro prilagajati odjemu, močno povečala. »Naložba v električni kotel predstavlja trenutno najugodnejšo možnost hranjenja energije v obliki toplote,« pravijo v Petrolu in dodajajo, da v tovrstnim temam namenjenemu projektu X-Flex nastopajo kot partner in kot vodja delovnega sklopa 7 (predstavitvene dejavnosti). Poleg tega bo Petrol odgovoren za vodenje in izvajanje slovenskega demo primera in bo vodja demonstracijskih dejavnosti.

Medtem ko ogrevanje zdaj večinoma zagotavljamo s klasičnimi viri energije (pogosto z zemeljskim plinom), so v porastu alternativne tehnološke rešitve, kot so toplotne črpalke in mikroproizvodnja. Glede na te obstoječe in nastajajoče rešitve X-Flex upošteva največji inovacijski potencial na trgu, ki se pojavlja skupaj z novimi modeli na trgu električne energije. Petrol v projektu sodeluje z dvema pilotnima lokacijama. V Lučah bodo analizirali potencial prožnosti domačih polnilnic ter njihovo upravljanje na način, da se ne ogroža omrežja, hkrati pa se zagotovi storitev e-mobilnosti in napolnjenost baterij v e-avtomobilih.

Hitra polnilnica na bencinski črpalki na Celovški v Ljubljani, kjer omrežje to dopušča. FOTO: Borut Tavčar/Delo

Na Ravnah na Koroškem pa so postavili bojler z zmogljivostjo 6 MW, ki je namenjen nudenju terciarne rezerve sistemskemu operaterju ELES. Kotel bo pripomogel k bolj stabilnem omrežju v Zaokroženem gospodarskem območju Ravne (v nadaljevanju ZGO Ravne), hkrati pa zagotovil dodatne prihodke s strani nudenja prožnosti in zagotavljal toploto za sistem daljinskega ogrevanja na Ravnah.

V okviru projekta bodo v Petrolu dvakrat zagotovili tudi električne avtomobile, ki jih člani energetske skupnosti brezplačno uporabljajo teden dni, in tako še v praksi preizkusili delovanje e-polnilnic ob redni rabi ter ocenili potencial prožnosti. »Za zdaj smo testirali njihovo "normalno" rabo, v oktobru bomo testirali s pred-definiranimi scenariji polnjenja in bomo nato ugotavljali vpliv na omrežje. V prvem testiranju ni bilo preobremenitve omrežja ali kakih drugih težav. Smo pa videli kako ljudje uporabljajo e-polnilnice, ali avto izklopijo iz elektrike ali ga pustijo vključenega, kar bi nato lahko bil potencial za prožnost. Za zdaj smo ugotovili, da večina ljudi avto izklopi iz elektrike,« pravijo v Petrolu.

Trajnostni turizem in samozadostnost

V Petrolu razvijajo še več projektov na področju energetskih skupnosti, v katerih bodo uporabili tehnološke rešitve in znanje, ki so ga pridobili v projektu COMPILE, predvsem v območjih s šibkim omrežjem. »Sodelujemo v konzorciju alpskih občin, ki želijo razvijati obnovljive energetske skupnosti in spodbujati elektro mobilnost, kar bi omogočilo trajnostni razvoj lokalnih skupnosti ter trajnostnega turizma s čim manjšim ogljičnim odtisom, vse od Francije, prek Italije, do Slovenije,« o usmeritvi povedo v Petrolu.

V projektu COMPILE je zdaj poudarek zlasti na testiranju otočnega delovanja sistemske baterije, saj je bilo treba z operaterjem distribucijskega sistema pripraviti in sprejeti poseben protokol ravnanja, ko baterija deluje v otočnem načinu, da bi preprečili morebitne nesreče ali nezgode, ki bi vplivale bodisi na zdravje zaposlenih bodisi na delovanje elektro sistema. V ta namen je bil vgrajen poseben nadzorni sistem, ki operaterju sistema sporoča, ali je baterija v otočnem delovanju ali ne, ter lahko na podlagi tega opravlja svoje naloge v skladu z načinom obratovanja. »Veliko časa posvečamo tudi optimiziranju proizvodnje iz sončnih elektrarn in komunikacijo med sončno elektrarno, domačo baterijo ter domačo polnilnico za električna vozila prek našega sistema za pametni dom, HEMS-HomeRule,« dodajajo v Petrolu.

Kakšne koristi ima lahko država

»V EU projektih smo funkcijsko nadgradili Home Energy Management System (HEMS), ki je v bistvu Siemensov kontroler, ki nam omogoča upravljanje energijskih tokov in optimizacijo proizvodnje in porabe energije v gospodinjstvih. To je še posebej pomembno v krajih, kot so Luče, s šibkim omrežjem, in kjer bi prevelika proizvodnja sončne energije ogrozila stabilnost omrežja. HEMS v tem primeru začne preusmerjati proizvodnjo elektrarne v domačo in sistemsko baterijo, ko se te napolnijo, pa začne aktivno omejevati proizvodnjo do stopnje, ko se omrežje stabilizira, nakar jo začne znova povečevati. Na ta način gospodinjstva ustvarijo veliko večje prihranke pri energiji, kot v primeru, da bi elektrarna popolnoma ugasnila, kot je primer danes v vseh drugih krajih po Sloveniji,« pojasnjujejo v Petrolu.

Tako omogočajo proizvodnjo sončne energije tudi tam, kjer to do sedaj zaradi tehničnih omejitev ni bilo mogoče. Z vlaganjem v proizvodnjo elektrike iz OVE poleg tega prispevajo k večji energetski samozadostnosti Evrope, neodvisnosti od dobaviteljev iz tretjih držav in hkrati večji neodvisnosti od fosilnih goriv. Z rešitvami za stabilizacijo omrežja prispevajo tudi k večji zmožnosti omrežja, da priključi in sprejme večjo količino nihajoče OVE energije.

Industrija lahko dodatno zasluži

Petrol z rešitvami za sistemske storitve omogoča industriji, da ustvari dodatne vire prihodkov, seveda če osnovna dejavnost to omogoča. »V primeru ZGO Ravne s P2H (power to heat oziroma elektrika v toploto) kotlom omogočamo rezanje konic v omrežju in dodatne prihodke s strani nudenja sistemskih storitev. Kotel deluje na način, da je uvrščen v ponudnike terciarne rezerve in v primeru, ko je v omrežju preveč energije, se bojler aktivira in za določen čas prevzema energijo iz omrežja, da se to stabilizira,« pravijo v Petrolu.

Petrol preizkuša možnosti in navade pri polnjenju električnih vozil tudi v praksi. FTO: Borut Tavčar/Delo

HEMS rešitve so primerne tudi za obvladovanje energijskih tokov v podjetju, energetsko in stroškovno učinkovitost. Omogočajo tudi postavitev elektrarn na strehah poslovnih uporabnikov v območjih s šibkejšim omrežjem. Podjetjem lahko koristi tudi nudenje sistemskih storitev, prek baterije ali drugih tehnologij.

Gospodinjstva prihranijo

Petrol ponuja možnost postavitve sončnih elektrarn, kjer za to prej ni bilo možnosti zaradi šibkega omrežja. HEMS je primeren za obvladovanje energijskih tokov v hišah in optimizacijo stroškov energije, še posebej v kombinaciji z baterijami, ki omogočajo tudi otočno obratovanje v primeru izpada elektrike. Petrol ponuja tudi vzpostavitev in upravljanje energetskih skupnosti v primerih, kjer občani nimajo streh in bi si delili skupno elektrarno, po možnosti na strehi javnega objekta.

V Petrolu namreč menijo, da je koristno, da uporabniki razmišljajo o kombinacijah rešitev, zlasti kombinacijo energetske učinkovitosti s samooskrbo. Pri tem lahko optimizirajo svojo porabo energije za ogrevanje doma ali vode, na primer s toplotno črpalko, kot tudi drugih porabnikov energije, in da ob tem namestijo še sončno elektrarno. »Vsekakor je najbolje, da razmišljajo dolgoročno ter se pri tem odločajo za celovite rešitve,« svetujejo.

Manj glavobolov za elektrodistributerje

Pilotni projekt v Lučah je zelo pomemben tudi za elektrodistribucije, saj jim z uporabo pametnih orodij upravljanja proizvodnje in porabe energije prihranijo denar, ki bi ga sicer morale investirati v krepitev omrežja in njegovo pripravo za večji delež OVE v proizvodni bilanci. »Prav ob potencialnem pomanjkanju sredstev za obnovo omrežja, kot je to primer v zadnjem času, bi se morali elektrodistributerji še močneje usmeriti v izvajanje evropskih projektov ali implementacijo rešitev, ki so bile razvite znotraj pilotnih EU projektov. V prihodnjih letih bo na voljo veliko denarja za podobne projekte in v Petrolu bi bili zelo veseli nadaljnjega sodelovanja z elektrodistribucijami pri pripravi projektnih predlogov in pilotnih projektov, s katerimi bi povečali prožnost našega elektro-distribucijskega omrežja brez obsežnih vlaganj,« pravijo v Petrolu.

Vključevanje obnovljivih virov v polnjenje električnih vozil

Poskusna enotedenska uporaba električnih avtomobilov članov energetske skupnosti v Lučah je pokazala, da sistem s proizvodnjo sončne energije, v kombinaciji z domačimi in sistemsko baterijo, ki jih usmerja Petrolovo orodje HomeRule (HEMS), omogoča stabilno polnjenje tudi v šibkem omrežju in v primeru polnjenja večjega števila električnih vozil. »Še več, dodatna poraba energije pri polnjenju e-vozil je omogočila povečanje proizvodnje energije iz sončnih elektrarn, še posebej takrat, ko so se vozila polnila čez dan in je obenem obratovala tudi sončna elektrarna. Popoldne in zvečer, ko je bilo omrežje najbolj obremenjeno, pa je orodje HomeRule (HEMS) poskrbelo, da so se e-vozila prednostno polnila iz domačih in sistemske baterije. V obeh primerih smo pripomogli k stabilnosti lokalnega omrežja, tudi v času največje obremenjenosti,« o enem od redkih preizkušanj električne mobilnosti v praksi pravijo v Petrolu.