Še pred nekaj leti je bila zgodba o lastni proizvodnji energije precej preprosta: investitor je postavil sončno elektrarno, začel proizvajati elektriko in z njo zmanjševati odvisnost od omrežja.
Danes je slika precej bolj kompleksna. Sončna elektrarna namreč največ energije proizvede takrat, ko sije sonce. Poraba podjetja ali širšega energetskega sistema pa temu urniku ne sledi nujno. Prav zato postaja pomembno ne le, koliko energije proizvedemo, ampak tudi kdaj jo proizvedemo, kdaj jo potrebujemo in kaj z njo naredimo vmes.
Tu se zgodba sončne elektrarne začne spreminjati v zgodbo pametnega energetskega sistema.
Sončna elektrarna rešuje samo prvi del enačbe
Fotovoltaika je danes ena najbolj uveljavljenih tehnologij za lokalno proizvodnjo električne energije. Podjetju lahko zmanjša količino energije, ki jo mora prevzeti iz omrežja, ter poveča delež energije iz obnovljivih virov.
Toda njena proizvodnja ima eno pomembno omejitev: ni popolnoma usklajena s porabo. Sončna elektrarna največ proizvaja sredi dneva. Podjetje pa lahko največ energije potrebuje zgodaj zjutraj, pozno popoldne ali celo ponoči. Pri nekaterih dejavnostih so razlike med proizvodnjo in porabo še večje zaradi izmenskega dela, sezonskosti ali nihanja proizvodnih procesov.
Če sistem nima možnosti shranjevanja, lahko zato del proizvedene energije v trenutku nastanka nima največje vrednosti za uporabnika.
Sonce določa, kdaj energija nastane. Poslovni proces pa določa, kdaj jo potrebujemo. Pravi izziv je povezati oboje.
BESS energiji doda čas
Tu v sistem vstopi BESS, Battery Energy Storage System, oziroma sistem za shranjevanje električne energije v baterijah.
Njegova osnovna naloga je zelo razumljiva: energijo lahko shrani v enem trenutku in jo odda pozneje. Če sončna elektrarna na primer opoldne proizvaja več energije, kot je objekt trenutno porabi, se lahko del presežka shrani. Pozneje, ko proizvodnja sonca pade, poraba pa ostane visoka, lahko BESS energijo ponovno odda v interno omrežje objekta oziroma v elektroenergetsko omrežje.
S tem dobimo nekaj, česar sama sončna elektrarna ne more zagotoviti: možnost premikanja energije skozi čas. To je pomembno tako za posamezno podjetje kot za širši elektroenergetski sistem. Več kot je proizvodnje iz sonca in vetra, pomembnejša postaja sposobnost shranjevanja presežkov in njihove uporabe v trenutku, ko jih sistem dejansko potrebuje.
Samo baterija še ni pameten sistem
Če bi se zgodba končala pri kombinaciji sončne elektrarne in baterije, bi bil sistem sicer precej bolj uporaben, še vedno pa ne nujno optimalen.
BESS mora namreč ves čas sprejemati odločitve. Ali naj se zdaj polni? Naj energijo zadrži za pozneje? Naj jo odda objektu? Je smiselno zmanjšati odvzem iz omrežja? Kakšna bo proizvodnja sončne elektrarne čez nekaj ur? Kakšna bo pričakovana poraba? Kakšne so trenutne razmere v omrežju?
Takšne odločitve so naloga EMS, Energy Management System, oziroma sistema za upravljanje energije. Če je sončna elektrarna vir energije, BESS njen začasni rezervoar, je EMS mogoče razumeti kot možgane celotnega sistema.
EMS poveže proizvodnjo, shranjevanje in porabo
EMS spremlja različne podatke in na njihovi osnovi upravlja energetske tokove. V sodobnem sistemu lahko hkrati spremlja trenutno in pričakovano proizvodnjo sončne elektrarne, stanje napolnjenosti BESS, trenutno in pričakovano porabo objekta, odvzem energije iz omrežja, tehnične omejitve posameznih naprav, cene električne energije in druge tržne signale.
Na tej osnovi se lahko sistem odloča, kako bo energijo v danem trenutku najbolje uporabil. Preprost primer: če vremenska napoved kaže močno sončno proizvodnjo opoldne, baterija zjutraj morda ne bo napolnjena do konca, saj mora ostati prostor za energijo, ki bo nastala nekaj ur pozneje. Če sistem pričakuje veliko porabo v večernih urah, lahko del energije zadrži prav za takrat.
Sistem se ne odziva samo na trenutno stanje. Pomaga oceniti, kaj se bo zgodilo v prihodnje.
Ista energija postane uporabnejša
Pomembna poanta ni, da pametni sistem proizvede več sončne energije. Sončna elektrarna bo ob enakih pogojih proizvedla približno enako količino elektrike tudi brez baterije in naprednega upravljanja.
Razlika je v tem, kako učinkovito to energijo uporabimo. Če lahko presežek shranimo in uporabimo pozneje, se poveča delež lokalno proizvedene energije, ki jo lahko dejansko izkoristimo. Če lahko sistem prilagaja čas polnjenja in oddajanja energije glede na porabo, lahko zmanjša največje obremenitve. Če je povezan tudi z energetskim trgom oziroma omrežnimi storitvami, se lahko njegova vloga še razširi.
Prav zato se sodobni energetski projekti vse manj obravnavajo kot zbirka posameznih naprav in vse bolj kot povezan sistem proizvodnje, shranjevanja in upravljanja energije.
Pameten sistem ni enak za vsakega uporabnika
Ni univerzalne konfiguracije, ki bi bila najboljša za vsako podjetje ali projekt. Proizvodni obrat z veliko in stabilno porabo ima drugačen energetski profil kot logistični center, hotel ali kmetijsko podjetje. Tudi lokacija, možnost priklopa na omrežje, velikost sončne elektrarne in razpoložljiv prostor za BESS vplivajo na zasnovo rešitve.
Zato se dober energetski sistem ne začne z vprašanjem:
Kako veliko baterijo lahko postavimo?
Začne se z vprašanji: koliko energije porabimo, kdaj jo porabimo, kdaj jo lahko proizvedemo, kakšne omejitve ima omrežje in katera kombinacija proizvodnje, shranjevanja ter upravljanja ima na tej lokaciji največ smisla. Šele nato pride tehnologija.
Od posamezne naprave do energetske infrastrukture
Solarna elektrarna, BESS in EMS imajo vsak svojo vlogo. Solarna elektrarna proizvaja energijo. BESS jo lahko shrani in časovno premakne. EMS odloča, kako oba sistema uporabljati skupaj. Ko se te tri zgodbe povežejo, ne govorimo več samo o sončni elektrarni z baterijo. Govorimo o energetskem sistemu, ki zna proizvodnjo, porabo in razpoložljivo energijo aktivno usklajevati. In prav v tej smeri se razvija sodobna energetska infrastruktura: od posameznih virov energije proti sistemom, ki znajo energijo proizvesti, shraniti, usmeriti in uporabiti ob pravem času.