Természetesnek tűnik, hogy 2022-ben Magyarországon egy nagyobb méretű társasház tervezésekor a beruházó-üzemeltető arra gondol, hogy villamosautó-töltő infrastruktúrát is ki kellene építenie. Amikor azonban egy ilyen modern épület komplex energetikai tervezésébe belekezdenek, kiderül, hogy ez egyáltalán nem magától értetődő. A töltések várhatóan nagy egyidejűsége miatt sűrűn lesznek olyan időszakok, amikor egyszerre rengeteg energiát kell a közműhálózatból biztosítani, máskor, a töltési völgyidőszakokban ehhez képest sokkal kisebb lesz a várható fogyasztás.

Az áramszolgáltatók így merőben új kihívásokkal szembesülnek. Túl a villamosenergia-igény már említett drasztikus emelkedésén – ami az elektromos autók elterjedését követi -, a nagy teljesítményű egyenáramú gyorstöltők különösen nagy időszakos fogyasztási csúcsok jelentette kihívások elé állíthatják az elosztóhálózatot. Ezen új kihívások új megoldások alkalmazását teszik szükségessé hosszútávon, ez pedig az áramszolgáltatóktól befektetést igényel a meglévő infrastruktúra bővítésébe és fejlesztésébe. Ezt a költséget természetesen a szolgáltató átháríthatja a fogyasztókra, így a beruházó cégekre is, amivel a tervezett ház költségei jelentősen megemelkedhetnek.

A példa egyáltalán nem a valóságtól elrugaszkodott, amit az is jelez, hogy a Siemens Zrt.-t egyre több partnere keresi meg hasonló feladattal.  Az elsődleges kérdés az volt a Siemens felé, hogy tud-e olyan intelligens energiamenedzsment-vezérlést biztosítani, aminek segítségével csökkenthetőek a szolgáltatónak fizetett díjak.

A lehetséges beruházók a villamosautó-töltők mellett több más jövőbe mutató megoldás lehetőségéről is kikérték a Siemens szakembereinek véleményét, mint például a napelemes rendszer integrációjának kérdése. Ez annyiban tovább nehezíti az áramszolgáltató feladatát, hogy a napelemmel megtermelt és a villamosautó-töltéssel elfogyasztott villamosenergia-csúcsok alacsony egyidejűséget mutatnak.

Napelemek a Siemens bécsi campusán. Fotó: Siemens

A Siemens feladata tehát elsődlegesen az volt, hogy az adott létesítményen belüli lokális energiatermelés és -fogyasztás irányítására adjon intelligens megoldást, úgy, hogy ezzel ne generáljon többlet szabályozási feladatot az áramszolgáltató felé, és energiahatékonyság-növelést biztosítson. Így merült fel az energiatároló használatának gondolata. Ennek segítségével lehetséges a fogyasztási csúcs- és völgyidőszakok bizonyos mértékű kiegyenlítése, felhasználva a nap közben megtermelt megújulóenergia-többletek tárolt hányadát. Így amikor az autósok este a garázsba állva sorra rácsatlakoznak a töltőkre, az áramfelvétel egy részét a kiépített tároló kapacitás tudná fedezni.

Mindezek alapján a szokásos berendezések mellett még további három főbb elektromos részrendszer megtervezése és konstrukcióba illesztése lett a feladat: ezek az e-autó-töltő, a napelem és az akkumulátor. Utóbbi kettő egyaránt egyenáramú rendszer, valamint a töltőállomásban is helyet kapnak egyenáramú gyorstöltők, így a teljes rendszerben mindenképpen szükséges az egyenáramot váltakozó árammá alakító berendezés, az inverter.

Az inverter azok számára már ismerős eszköz lehet, akik közelebbről megvizsgáltak már akár csak egy lakossági napelemes rendszert. A legegyszerűbb megoldásokhoz is szükség van erre az átalakítóra, mellyel lehetségessé válik a hozzá tartozó rendszerek vezérlése. A mérnöki alapfeladat tehát a három részrendszer összehangolása, például az inverterek együttes vezérlése által.

A Siemens ugyanakkor további megoldásokkal is támogatja az ehhez hasonló projekteket. A cégnek kiforrott, komplett épületautomatizálási megoldásai vannak, amiket könnyen és rugalmasan képes beilleszteni eltérő környezetekbe, rendszerekbe.

Amennyiben az épületgépészeti, illetve világításautomatizálási rendszere is aktív segítőként tud a modern mikrogrid rendszerek alá alrendszerként belefonódni, úgy további stabilitásnövekedés és megtakarítás érhető el a lokális villamos hálózaton. Ezzel nyílnak meg az igazán nagy lehetőségek – mondja Guszt Péter, a Siemens Zrt. épületautomatizálási szakértője.

Gyakorlatilag a ház minden ilyen elektromos alrendszerét egy úgynevezett mikrogridvezérlő mögöttes rendszer fogja felügyelni, és ebben a rendszerben történik meg a vezérelhető eszközök paramétereinek beállítása, konfigurálása, hogy a lokális energiatermelés és -fogyasztás optimális legyen.

Az, hogy ez az optimalizáció mire történik, a különböző projektek és megrendelők egyedi igényeitől függ. Hogy néz ez ki a hétköznapokban? Egy egyszerű példa: ha a ház üzemeltetője és lakói beleegyeznek abba, hogy többlet áramigény esetén először a klímát vagy a fűtést csökkentsék átmenetileg az épületben egy-két fokkal, de cserébe állandóan használhatók maradjanak a villamosautó-töltők, és még az áramszámla se emelkedjen meg, akkor ez egy olyan egyedi kompromisszum, amelyet a mikrogridvezérlő-rendszer, illetve az épületautomatika-rendszer együttműködésének segítségével lehet megvalósítani  – mondja Flóra Zsolt, a Siemens Zrt. digitális üzletfejlesztési vezetője.

Mint a példa is mutatja, rengeteg lehetséges megoldás elképzelhető az adott projekt kihívásainak megfelelően. A Siemens bécsi központjában egy működő, komplex pilot projekten keresztül megismerhetőek a mikrogridek legfőbb sajátosságai, illetve demonstrálhatóak az így elért eredmények az energiamenedzsmentben, ami hozzájárul a fogyasztás optimalizálásához és összességében a szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez.

Mindehhez mindenképp szükséges a már említett mögöttes vezérlőrendszer. Ha nincs központi vezérlés, akkor az önálló rendszerek csak egymással párhuzamosan tudnak működni, anélkül, hogy olyan kommunikáció, „párbeszéd” lenne köztük, amit az üzemeltető össze tud hangolni, így növelve az energiahatékonyságot.

Ezeken túl van egy hosszabb távon még nagyobb előny. Az intelligens mikrogrid ugyanis az áramszolgáltató központjával is kapcsolatba léphet (akár távoli vezeték nélküli összeköttetéssel), ami még több optimalizálási lehetőséget biztosíthat a szolgáltatónak. A példában említett társasházban mikrogridvezérléssel akár azt is meghatározhatjuk, hogy mikor és milyen elektromos áramot vásároljon a hálózatról. Ha az energiatárolóban rendelkezésre áll szabad kapacitás, akkor dönthet úgy, hogy azt akkor tölti fel, amikor arra a legolcsóbb lehetőség kínálkozik. Ugyanígy dönthet egy automatika arról is, hogy a megtermelt, a pillanatnyi fogyasztásnál nagyobb többlet villamos energiával mi legyen az adott pillanatban: „eladják”, azaz betáplálják az országos villamos hálózatba, vagy inkább eltárolják az akkumulátorban, és majd csak akkor adják el, amikor magasabb árat kapnak érte, vagy felhasználják jövőbeli fogyasztói igények kielégítésére.

Intelligens energiamenedzsment rendszerek. Fotó: Siemens

A fentiekből az is látszik, hogy egy ilyen mikrogrid kiépítésével a beruházó megítélése, tárgyalási pozíciója az áramszolgáltatónál megváltozik. A mikrogrid vezérlésének hiányában a hálózat felől nézve egy ilyen rendszer csak egy nehezen becsülhető, sokszor hektikusan ingadozó fogyasztással rendelkező fogyasztó, ami ráadásul képes lehet tisztán termelőként viselkedni. Ez nagy bizonytalanságot okoz az amúgy is nehezen kivitelezhető elosztóhálózati állapotbecslésben. A Microgrid Control rendszer segítségével pont fordítottá válik a helyzet, és lehetségessé válik a hálózat stabilitásának elősegítése.

Ezt a következőképp lehet megérteni. A mikrogrid folyamatosan kommunikál a hálózattal. Ha a hálózat jelzi, hogy az adott pillanatban sürgősen betáplálásra lenne szükség, akkor akár egy lakóház intelligens rendszere is veheti ezt a kérést, és ha rendelkezésre áll ehhez elegendő villamosenergia-többlete, teljesítheti is azt. Ugyanez elképzelhető fordítva is. Ha az áramszolgáltató azt jelzi, hogy épp áramot kellene leadnia valahova a stabilitás megőrzése érdekében, akkor a ház felajánlhatja, hogy a felesleges, elfogyasztandó villamos energiával töltsék a házban található akkumulátortelepet.

Több ilyen fogyasztó, illetve energiaközösség összekapcsolódása esetén további előnyök érhetők el. Egyrészt a megnövekedett összkapacitás következtében sokkal vonzóbb partnerei lehetnek a közműcégeknek, másrészt önálló bevételtermelő egységgé is válhatnak. Az áramszolgáltatóval folytatott folyamatos, automatizált és intelligens villamosenergia-kereskedelem csökkentheti a rezsiköltségeket, másrészt annak a lehetőségét is felveti, hogy ebből az ingatlan üzemeltetője vagy tulajdonosa hosszabb távon profitot termeljen.

Végső soron ez lehet az a gazdasági érdek, amely arra ösztönözheti már ma is a beruházókat, hogy eleve intelligens mikrogridvezérléssel tervezzék meg jövőbeli projektjeiket. Ehhez persze szerencsés, ha az ingatlan beruházója és üzemeltetője egy és ugyanaz, hiszen ekkor könnyebb kézben tartani, hogy a tárgyalt rendszerekkel kibővített befektetés megtérüljön.

A cikk megjelenését a Siemens Zrt. támogatta.

G7 támogató leszek! Egyszeri támogatás / Előfizetés

Támogatói tartalom Tech Olvasson tovább a kategóriában