Petrol, ljubljanska fakulteta za elektrotehniko in Elektro Celje so vzpostavili, kot so zapisali v prijavi na razpis za energetske nagrade, prvo slovensko lokalno samooskrbno energetsko skupnost. Projekt v vasi Luče je glavni demonstracijski del projekta Compile iz programa Obzorja 2020. S projektom želijo pokazati možnosti oblikovanja energetskih otokov za razogljičenje oskrbe z energijo, gradnjo skupnosti ter ustvarjanje okoljskih in socialnoekonomskih koristi.
Projekt lokalne energetske skupnosti v Lučah izvaja Petrol, fakulteta za elektrotehniko je koordinatorka projekta, Elektro Celje pa sodeluje pri razvoju in tehnični implementaciji. Celoten sistem bo pomenil prvo slovensko energetsko skupnost, ki bo lahko zadovoljevala svoje potrebe po električni energiji samo iz obnovljivih virov energije, so napovedali v prijavi na razpis za energetsko učinkovit projekt
Šibko lokalno omrežje
Luče so primer podeželskega nizkonapetostnega omrežja s šibkim in nestabilnim priključkom na omrežje srednje napetosti. Lokalno električno omrežje je razmeroma šibko, izpadi električne energije so pogosti, vključevanje obnovljivih virov energije pa omejeno, saj obnovljivi viri v času velike proizvodnje električne energije zelo pogosto dvignejo napetost nad predpisane meje. Izpadi v srednjenapetostnem omrežju so najpogostejši v času ekstremnih vremenskih pojavov, kot so nevihte, viharji in zmrzal.
Projekt energetske skupnosti Luče je eden od prvih primerov, pri katerem bodo raziskali možnosti otočnega obratovanja posameznega dela vasi v drugače integriranem omrežju. Projekt je tudi prvi primer v Sloveniji, ki bo izkoriščal skupnostno samooskrbo na ruralnem območju. S celostnim pristopom bodo zagotovili koristi za vse člane energetske skupnosti.
Visoka stopnja samozadostnosti
Luče bodo imele velik delež proizvodnje iz obnovljivih virov energije in zelo raznoliko kombinacijo energetskih sistemov. Kombinacija bo sistemsko in s hišnimi baterijami omogočila visoko stopnjo energetske samozadostnosti. Baterije so vodene s ciljem otočnega obratovanja tudi, ko so priključne na omrežje. Ob težavah v omrežju pa bodo lahko samostojno vodile energetsko skupnost.
V projektu bo mogoče preizkusiti različne scenarije, med drugim vključitev zelo velikega deleža obnovljivih virov električne energije v lokalnem omrežju, in dokazati, da je mogoče zanesljivo oskrbo na ravni lokalnega omrežja uspešno reševati z energijskim upravljanjem lokalnih energetskih skupnosti.
Velike možnosti za nadaljnji razvoj
Projekt ima velik potencial za nadaljnji razvoj rešitev in konceptov po slovenskem podeželju, predvsem tam, kjer je distribucijsko omrežje šibko in je integracija obnovljivih virov energije trenutno nemogoča. S temi ukrepi je mogoče vključiti večji delež obnovljivih virov energije in potencialno odložiti naložbo v nadgradnjo lokalnega omrežja, na primer električni kabel iz transformatorske postaje do končnih odjemalcev, ki bi bila v nasprotnem primeru nujno potrebna. Rešitve tudi izboljšujejo delovanje zdajšnjih in zaradi slabih omrežnih razmer omejenih sončnih elektrarn.
V okviru projekta bodo testirali različne načine obračunavanja omrežnine. Rezultati bodo izhodišče agenciji za energijo oziroma za tehnično argumentacijo za posodobitev načina obračunavanja omrežnine uporabnikom v samooskrbni skupnosti, testirani na realnem primeru. Na podlagi testiranj, dejanskega obratovanja in ekonomike projekta bodo tehnično ocenili vrednosti sistemskih storitev za sistemskega operaterja distribucijskega omrežja. Takšne storitve bodo v prihodnosti igrale pomembno vlogo.
Zakaj so izbrali Luče in kakšna je naložba
Pobudnik Energetske skupnosti Luče je Rok Suhodolnik, eden od slovenskih pionirjev pri obnovljivih virih energije. Suhodolnik je v Lučah že pred leti inštaliral 50-kilovatno sončno elektrarno, prvo mikro vetrno elektrarno, polnilno točko za električni avto, pri oblikovanju energetske skupnosti pa je vključil sosede in občino Luče. Projekt bo pripomogel tudi k izboljšanju ekonomskega položaja lokalnega prebivalstva.
Pomembna dela projekta sta tudi informiranje in izobraževanje. Za člane energetske skupnosti in okoliške prebivalce so pripravili več delavnic, te nadaljujejo tudi po uresničitvi projekta. Z delavnicami med drugim krepijo energetsko učinkovitost in zmanjšujejo energijsko intenzivnost porabe.
Skupna naložba v energetsko skupnost Luče znaša skoraj 600 tisoč evrov. Člani energetske skupnosti Luče, ki so se vključili v projekt, so prispevali 14,6 odstotka, zasebni partner projekta 46,2 odstotka, za 39,2 odstotka pa so pridobili evropska sredstva.
Tehnični podatki projekta
Vzpostavitev samozadostne skupnosti za obnovljivo energijo v Lučah vključuje:
● namestitev skupaj 102 kilovatov sončnih elektrarn na devetih objektih;
● namestitev sistemske baterije z močjo 150 kilovatov in zmogljivostjo 333 kilovatnih ur; priključena je na del omrežja, ki napaja 35 merilnih mest. To so večinoma stanovanjske hiše, kmetije, delovna poslopja pa tudi manjše podjetje, kotlovnica na biomaso, gasilski dom, kulturni dom in pošta;
● namestitev petih hišnih baterij: dve desetkilovatni z zmogljivostjo 23,2 kilovatne ure in po ena desetkilovatna z zmogljivostjo 11,6 kilovatne ure, petkilovatna z zmogljivostjo 9,8 kilovatne ure in 3,5-kilovatna z zmogljivostjo sedem kilovatnih ur. Baterije omogočajo otočno obratovanje posameznega objekta in izboljšajo napetostne razmere pri objektu, zato se lahko poveča proizvodnja iz sončne elektrarne, ki bi bila brez baterije omejena;
● postavitev javnega polnilnega mesta za električna vozila;
● prenovo transformatorske postaje, s katero so omogočili priklop sistemske baterije ter upravljanje stikal in izvodov v transformatorski postaji prek sistema za upravljanje mikroomrežja (micro-grid controller).
Obilica slovenskega znanja
V okviru projekta so razvili Home Energy Management System (HEMS), ki je namenjen obdelavi merilnih podatkov iz priključenih naprav, kot so pametni števec, solarni paneli, hišna baterija, hišna električna polnilnica in sistemi HVAC. HEMS je namenjen tudi za upravljanje naštetih sistemov. Podatke iz priključenih naprav občasno shranjujejo v notranjem pomnilniku, pozneje pa jih uporabijo v analizi za določanje optimalnega pretoka elektrike na pragu stavbe ob upoštevanju ambientalnih pogojev in želja uporabnikov. Rezultat analize so signali, ki vsebujejo delovne točke za posamezne priključene enote.
Razvili so tudi micro-grid controller, ki je namenjen vodenju sistemske baterije in lokalnega omrežja.
Lokalno razviti in integrirani micro-grid controller, Home Energy Management System in tehnično-informacijski sistem Tango so rezultat slovenskega znanja. V okviru projekta so poskrbeli tudi za integracijo in upravljanje transformatorske postaje ter priključitev sistemske baterije. Razvite slovenske rešitve in storitve bodo integrirali tudi na druge pilotne lokacije v Evropski uniji.
Kakšni so učinki projekta
● Predvideni prihranki pri porabi električne energije zaradi samooskrbe in vgrajenih naprednih merilnih sistemov in sistemov upravljanja energijskih pretokov v skupnosti znašajo skoraj sto tisoč kilovatnih ur na leto.
● Povečanje celotne letne proizvodnje iz novoinštaliranih obnovljivih virov energije znaša 107 tisoč kilovatnih ur na leto. Predvideno letno povečanje proizvodnje iz obnovljivih virov energije, ki je posledica izključno optimizacije in vodenja obratovanja celotnega mikroomrežja ter vodenja porabe energije v objektih, je 39 tisoč kilovatnih ur. Z opisanimi ukrepi v tem delu omrežja so povečali proizvodnjo iz obnovljivih virov energije do 285 odstotkov. Takšno povečanje brez ukrepov zaradi šibkega omrežja ne bi bilo mogoče.
● Prispevek projekta k zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov znaša v 25 letih 1.335,9 tone.
● V 25 letih bodo vključeni prebivalci prihranili vsaj 207 tisoč evrov.
● S pametnim vodenjem celotnega mikroomrežja in upravljanja energij v objektu so izboljšali napetostne razmere, povečali zanesljivost oskrbe z električno energijo ter odložili naložbo v nadgradnjo lokalnega omrežja. »S tem smo pokazali, da je s pravilnimi ukrepi možna integracija večjih količin obnovljivih virov energije v lokalno omrežje,« so zatrdili v prijavi na energetski razpis.
Kako dolgo so lahko izklopljeni iz omrežja
Preizkusili so tudi otočno delovanje nizkonapetostnega omrežja. To pomeni, da del omrežja v Lučah odklopijo od distribucijskega omrežja in se napaja samostojno iz lastnih sončnih elektrarn, sistemske baterije in hišnih baterij. To je prvo takšno delovanje v Sloveniji in eno redkih v Evropi. Sistem omogoča, da je del Luč lahko popolnoma neodvisen od napajanja iz srednjenapetostnega omrežja vsaj nekaj dni, ob sončnih dneh pa še mnogo dlje. V takšnem primeru je sistem v vsakem trenutku povsem samooskrben. Na podlagi meritev in simulacij ocenjujejo, da je lahko skupnost povsem samooskrbna 6.867 ur v letu.
Avtorji projekta dodajajo, da ni namen sistema popoln odklop od omrežja, ker bi bil tak ukrep ekonomsko neupravičen in zato nesmiseln. Sistem deluje otočno samo ob težavah v preostalem delu omrežja oziroma ob prekinitvah napajanja z energijo. Tako omogoči nemoteno oskrbo z električno energijo, dokler se ne odpravijo težave, kar ponavadi traja nekaj ur, ob večjih okvarah pa v enem ali dveh dneh.
»S sistemsko baterijo in upravljanjem celotnega sistema skrbimo, da se energija, proizvedena iz sončnih elektrarn, porabi lokalno. Gledano samo z vidika letne energetske bilance, pa je sistem povsem samozadosten z lastno proizvedeno energijo,« so še zapisali v prijavi na razpis za energetske nagrade.
