Przeciążenie sieci i magazynowanie: wąskie gardło i szansa

Holenderskie rolnictwo leży u podstaw transformacji energetycznej. Gospodarstwa rolne masowo inwestują w elektryfikację, zrównoważoną produkcję energii i efektywne techniki magazynowania. Jednocześnie coraz częściej napotykają fundamentalny problem: przeciążenie sieci. Zjawisko to, polegające na tym, że sieć elektroenergetyczna nie ma wystarczającej przepustowości, aby przesyłać podaż i popyt, stanowi coraz większe ograniczenie dla działalności gospodarczej i innowacji.

Z badań, które Tolsmy-Grisnicha Ankiety przeprowadzone wśród klientów pokazują, że przeciążenie sieci nie jest już problemem przyszłości, lecz obecną rzeczywistością. Na przykład, 28% rolników uprawiających ziemię już doświadcza trudności z powodu przeciążenia sieci, a 64% wskazuje na problemy z przepustowością w miarę rozszerzania działalności.

Przeciążenie sieci wpływa na łańcuch magazynowania
Przeciążenie sieci występuje, ponieważ zapotrzebowanie na energię elektryczną i podaż energii odnawialnej rosną szybciej niż rozbudowa sieci elektroenergetycznej. W przypadku gospodarstw rolnych problem ten jest szczególnie istotny w niektórych fazach sezonu magazynowego. Przechowywanie ziemniaków, cebuli i innych produktów wymaga intensywnego zużycia energii, zwłaszcza podczas suszenia i chłodzenia.

Wiele firm zainwestowało już w panele słoneczne i turbiny wiatrowe. Jednak w słoneczne, wietrzne dni, w rzeczywistości powstaje nadwyżka energii elektrycznej, ponieważ nie zawsze jest możliwe jej oddanie do sieci z powodu przeciążenia. Ostatecznie firmy ponoszą podwójne straty: nie ma możliwości podłączenia większej sieci do magazynowania, a energia generowana we własnym zakresie nie może być sprzedawana.

Szczytowe obciążenie jako główny problem
Główną przyczyną przeciążeń sieci są momenty szczytowe: momenty, w których popyt lub podaż przekraczają możliwości sieci. W magazynach energii szczyty te występują podczas suszenia produktów, schładzania jesienią oraz wiosną, gdy temperatura zewnętrzna rośnie. Historycznie sieć elektroenergetyczna nie była projektowana z myślą o tak wysokim zapotrzebowaniu na energię.

Ponadto elektryfikacja działalności w gospodarstwach rolnych dodatkowo zwiększa popyt. W rezultacie modernizacja przyłączy jest często odrzucana lub przekładana, co ma bezpośrednie konsekwencje dla rozwoju przedsiębiorstw.

Inteligentne rozwiązania: od ograniczeń do elastyczności
Chociaż wzmocnienie siatki jest rozwiązaniem konstrukcyjnym, jego wdrożenie zajmuje lata. Dlatego nacisk kładzie się na elastyczność i inteligentne wykorzystanie energii. Cztery kierunki rozwiązań, lub ich kombinacje, są interesujące dla gospodarstw rolnych.

1. Moduł EPEX i dynamiczna kontrola energii
Zintegrowany moduł EPEX w komputerze klimatycznym (Kontrola wizji | Inteligentny komputer pamięci masowej | Tolsma-GrisnichUmożliwia to wykorzystanie cen energii na rynku spot. Na przykład, gdy wentylatory lub chłodzenie mechaniczne są uruchamiane w czasie niskiej ceny prądu, firmy mogą przesunąć zużycie energii na momenty, gdy sieć energetyczna jest niezbilansowana. Tylko w ubiegłym roku odnotowano już 565 godzin z ujemnymi cenami energii elektrycznej. Zużywając więcej energii w tych momentach, sieć staje się bardziej zbilansowana. Jest to zgodne z zasadą jednoczesności: zużywania energii wtedy, gdy jest ona dostępna w firmie lub gdy sieć jest mniej obciążona.

2. Systemy zarządzania energią (EMS)
System EMS stanowi mózg systemu energetycznego firmy. System monitoruje wytwarzanie, zużycie i magazynowanie energii oraz steruje włączaniem i wyłączaniem instalacji. W praktyce system EMS może wygładzać szczyty zapotrzebowania, rozkładać zużycie energii i optymalizować wytwarzanie.

W przypadku techniki konserwowania oznacza to na przykład:

• Chłodzenie (Mechaniczne chłodzenie ziemniaków? | Tolsma-Grisnich) włączaj się w momentach, gdy panele słoneczne lub turbiny wiatrowe produkują dużo energii 
• Priorytetyzacja chłodzenia i wentylacji w różnych ogniwach pamięci masowej w zależności od odchylenia między temperaturą kontrolną a temperaturą docelową
• Energię można również magazynować w produkcie poprzez tymczasowe obniżenie docelowej temperatury.

W ten sposób dostępna (sieciowa) moc jest wykorzystywana bardziej efektywnie, a zależność od mocy sieci maleje. Dzięki zintegrowanemu systemowi zarządzania energią z komputerem magazynującym energię, jakość produktu jest również zachowana.

3. Baterie i magazynowanie energii
Magazynowanie energii odgrywa coraz ważniejszą rolę w rozwiązywaniu problemu przeciążenia sieci. Baterie przechowują nadmiar energii i udostępniają ją do późniejszego użytku osobistego.

Chociaż większość gospodarstw rolnych posiada obecnie panele słoneczne, przeprowadzone badania pokazują również, że obecnie tylko 11% klientów Tolsma-Grisnich korzysta z baterii. Jednocześnie obserwuje się wyraźny wzrost liczby rolników zainteresowanych bateriami i modułami EPEX, co wskazuje na rosnące zapotrzebowanie na elastyczność i samodzielne zarządzanie energią.

Magazynowanie energii oferuje konkretne korzyści dla gospodarstw rolnych:

• Wygładź szczytowe zużycie podczas suszenia i chłodzenia
• Doprowadzanie mniejszej ilości energii do pełnej sieci
• Większe własne zużycie energii elektrycznej, co przekłada się na oszczędności w kosztach transportu
• Oddawanie energii do sieci, gdy jej cena jest wysoka

Mimo że inwestycja w akumulator jest znacząca, model przychodów poprawia się w miarę wzrostu obciążenia sieci i gdy firmy energetyczne zaczynają bardziej nagradzać elastyczność.

4. Koniec systemu rozliczeń netto
Wycofanie systemu rozliczeń netto zmienia ekonomiczny sposób wykorzystania energii słonecznej. O ile oddawanie energii elektrycznej do sieci było wcześniej atrakcyjne finansowo, obecnie nacisk jest przesunięty na bezpośrednie zużycie własne i magazynowanie. To stymuluje inwestycje w systemy zarządzania energią i akumulatory.

W przypadku technologii magazynowania oznacza to zintegrowane podejście: wytwarzanie, magazynowanie i zużycie energii muszą być skoordynowane. Gospodarstwa rolne, które inwestują w inteligentne systemy magazynowania, mogą optymalnie wykorzystać własną produkcję energii.

Przyszłe rozwiązania  
Oprócz rozwiązań na poziomie firmy, pojawiają się również inicjatywy zbiorowe, takie jak centra energetyczne, w których wiele firm wspólnie koordynuje swoje zużycie energii. Zwiększa to elastyczność i wykorzystanie sieci. Firma Tolsma-Grisnich prowadzi obecnie testy terenowe na poziomie firmy z generatorem wodoru, który może buforować energię elektryczną w akumulatorach. W ten sposób, obok energii słonecznej i wiatrowej, dostępne jest dodatkowe, zrównoważone i czyste źródło energii, a system zarządzania energią zapewnia jego optymalne wykorzystanie.

Wniosek
Przeciążenie sieci stanowi wyzwanie strukturalne dla gospodarstw rolnych, szczególnie w odniesieniu do energochłonnych technologii magazynowania. Połączenie wysokiego zapotrzebowania na energię elektryczną i rosnącej produkcji energii ze źródeł odnawialnych wywiera presję na sieć elektroenergetyczną, która osiągnęła już swoje granice.

Jednocześnie dane ze świata rzeczywistego pokazują, że wpływ ten jest już znaczący i będzie się jeszcze zwiększał w przyszłości, zwłaszcza w miarę rozwoju przedsiębiorstw i dalszej elektryfikacji, na przykład samochodów służbowych.

Jednak ta kwestia stwarza również nowe możliwości. Wdrażając moduły EPEX, systemy zarządzania energią i akumulatory, firmy mogą uelastycznić i zoptymalizować zużycie energii. W połączeniu z wycofywaniem systemu rozliczeń netto, nacisk przesuwa się z systemu gwarantowanego na inteligentne samozużycie.

Przyszłość technologii magazynowania energii leży zatem nie tylko w jakości produktu, ale także w zarządzaniu energią. Firmy inwestujące w tę dziedzinę zwiększają swoją odporność i tworzą nowe modele przychodów w coraz bardziej dynamicznym systemie energetycznym.