MagyarRegula 2012 – Okos Hálózat, Okos Mérés konferencia
25 perc olvasás
2012. március 21-én a Syma Csarnokban, a Magyarregula 2012 ipari automatizálási szakkiállítás keretében zajlott a Magyar Elektrotechnikai Egyesület (MEE) valamint a Méréstechnikai és Automatizálási Tudományos Egyesület (MATE) közös, hálózati témájú szakmai konferenciája.
2012. március 21-én a Syma Csarnokban, a Magyarregula 2012 ipari automatizálási szakkiállítás keretében zajlott a Magyar Elektrotechnikai Egyesület (MEE) valamint a Méréstechnikai és Automatizálási Tudományos Egyesület (MATE) közös, hálózati témájú szakmai konferenciája.
Kovács András MEE főtitkár, a Vértesi Erőmű Zrt. vezérigazgatója megnyitójában rámutatott, a szakma fejlődésében új távlatok nyíltak a rendszerek oldaláról. Az energetikában való alkalmazásuk további hatékonyság-javításra ad lehetőséget. Az alkalmazások körébe tartoznak az okos hálózatok. A fogalom feltűnésekor a smart metering kifejezés vált közkeletűvé, ez a megjelölés azonban egy eszközt, egy rendszer-elemet jelent, amely része a szakmában smartingnak nevezett átfogóbb fogalomnak, magyarul az okos hálózatoknak.
A délelőtti szekciót Dr. Varjú György, a MEE Okos Hálózat, Okos Mérés munkabizottságának elnöke moderálta .
Célként jelölte meg az energetikai struktúra átalakítását, elsősorban a megújuló energiaforrások felhasználási lehetőségének bővítésével. Ebben a témakörben számos új gonddal találkozunk; eddig csak a fogyasztók érdeklődésének felkeltése, tervezhető kezelése jelentett nehézséget, de ma már hasonló nehézséget jelent a termelés tervezhetősége is. A felmerülő problémák fokozatos megoldását néhány évtizedes időtávlatba kell helyezni, s jó néhány dolgot még tisztázni kell. Az okos hálózatra, annak indulási szintjére vonatkozóan az EU 2012.március 9-én hozta nyilvánosságra irányelveit. Az irányelvek összeállítása nem ment gyorsan, ezek nagyon nagy pénzösszegek mozgását befolyásolják, legalább három évtized folyamán.
Tihanyi Zoltán, a MAVIR ZRt. rendszerirányító munkatársa „Rendszerirányítási fejlesztések az Okos Hálózat eléréséhez a MAVIR szemszögéből" címmel tartott előadást. ( MAVIR: Magyar Villamosenergia-ipari Átviteli Rendszerirányító Zártkörűen Működő Részvénytársaság.) Szólt a témához kapcsolódó fejlesztéseikről, valamint az okos hálózat témakört érintő, közeli intézkedéseikről.
Alapvetően megállapítható; az (erősáramú)átviteli hálózat a kezdetektől, évtizedek óta, szükségképpen „okos", hiszen kommunikálni kell, adatokat kell gyűjteni, nagymennyiségű információt kell elemezni, feldolgozni, ezek segítségével lehet üzembiztosan kiszolgálni a felhasználókat. Az okos is lehet azonban még okosabb az új technológiák napi gyakorlatba emelésével.
A vonatkozó elektromos rendszer lokális szolgáltatásokkal kezdődött, s a '30-as évek végén jutott el országos rendszerré való összekapcsolásáig. 1949-től vált szükségessé az országos villamos teherelosztó megalakulása az egyre nagyobb kiterjedésű, növekvő rendszer kezelésére. A jelenlegi korszerű vezérlőterem az új, Anikó utcai székházban működik. Kezdetektől az egyik legnagyobb kihívást az egyre növekvő mennyiségű információ jelentette, ebben kell eligazodni, s megfelelően megjeleníteni a diszpécserek számára, hogy döntéseik megfelelő információk alapján szülessenek meg.
Már megvalósult, s a hálózat okos irányítását szolgálja az a valósidejű megjelenítő rendszer, amely a nagymennyiségű, 6 másodperces ütemezéssel gyűjtött információkat jeleníti meg áttekinthető, grafikus formában.
A diszpécserek ennek segítségével tekinthetik át, becsülhetik fel a közeljövő várható történéseit, fejleményeit, készülhetnek fel ezek kezelésére. A rendszer terhelési igényének alakulása összevethető korábbi mintákkal, nyomon követhető a rendszer szabályozására felhasználható, pillanatnyilag rendelkezésre álló tartalék, ill. az áram-piaci forgalom alakulása, a különbségek kiegyenlítési igénye.
A változékony megújuló energiák, pl. a szélenergia befogadása esetén nagyon fontos azok előre jelezhetősége, rendszerszinten. Ehhez kialakították saját trendjüket, grafikusan megjeleníthető az előző napon beadott termelői energiák összege és maga a teljes trend. Nem kis kihívást jelent a napi 3-4 alkalommal frissített előrejelzés megbecsülése, de a rendszerirányító kezelők már elég jól közelítik a valós igényeket. Nagy nemzetközi együttműködés része vagyunk, a napi operatív működésünket közvetlenül befolyásoló hálózat-rész, az un. megfigyelési terület (observatory area), meglehetősen kiterjedt, Dél-Németországtól a Balkánig húzódik. Ezen belül a magyar hálózat arányait meghaladó területen kell figyelni a folyamatokat, hogy megfelelő biztonsággal kezelhessék a rendszert, s áramlás-számításokat, biztonsági számításokat tudjanak végezni. Mindehhez kiterjedt, valósidejű adatcserére van szükség. Az infrastrukturális hátteret az Electronic Highway elnevezésű, rendszerirányítók számára dedikált, zárt, internet-szerű hálózat biztosítja. Ezen keresztül érkeznek az adatok, amelyek segítségével a hálózat napra-készen tartható. A nagybonyolultságú modell nagyszámú adatot tartalmaz, s ahhoz, hogy a diszpécser normál körülmények között ezeket áttekinthesse és megfontolt döntéseket hozzon,
egyszerűsítésekre van szükség. Ez az egyik „okosító" funkció, amely az információ megfelelő feldolgozása és tálalása révén működtethető. Európában egyedülálló az az egyszerűsített áttekintő kép, amely az irányítók számára itt rendelkezésre áll a kelet-közép-európai régióra. A megoldást a régió, úttörő szerepet vállalva, néhány hónap alatt dolgozta ki, a résztvevők köre azóta tovább bővült, s most dolgozik az ECOI (European Country of Origin Information Network) nemzetközi szervezet azon, hogy egy hasonló megjelenítő rendszert és a hozzátartozó adat-információs áramlás-cserét és kiszolgálást össz-európai alkalmazásra kidolgozzon. A hazai szakemberek a hatékonyság javítás érdekében, a sokelemű, egyre bővülő hálózat üzemeltetőjeként, irányítójaként nagyon fontosnak tartják, hogy eszközeik állapotát megfelelő válaszidővel, s biztonsággal tudják felügyelni, kezelni. Vonatkozó célkitűzés volt a központi tárkezelés, ezt egy éve sikerült elérniük, a korábbi öt regionális központ helyett egyetlen központ üzemel, a hálózatkezelő diszpécserek egy helyről tudják működtetni a berendezéseket, beleértve a primőr eszközöket is. Ehhez szükség volt informatikai eszközökre a megjelenítésnél, és a működtetés felügyeleténél, utóbbi szintén a vezérlő teremben került elhelyezésre. A kikapcsolt elemek felügyelete, a WAM (Work and Asset Management) rendszer is ehhez a helyhez köthető, ez a MAVIR birtokában levő eszközrendszer is innen működtethető.
A sokféle hálózati elem naprakész ismerete, a nemzetközi együttműködés ellátása során kritikus állapotokra is fel kell készülni. Erre szolgál a diszpécseri tréning-szimulátor. Az okos hálózat témájához tartozik a felügyelt átviteli hálózat kapcsán a WAM projekt is, amely az eszközkezelést és munkaszervezést szolgálja. A sikeres rendszer működési területe egészen a terepi eszközökig terjed. Minden beavatkozás után visszacsatolás történik az adatbázisokba és a központi rendszerben erről tudomást lehet szerezni. Nagyon sok tevékenységében támogatja az átviteli rendszer irányítót. Kiszolgálja az eszköz-gazdálkodást, munka-irányítást, térkép-funkciókat, mobil területi irányítást. Ennek a közelmúltban megvalósított fejlesztésnek az eredménye a hatékonyság-növekedés és költség csökkenés, az értékes vagyon megfelelő menedzselése.
A jövőt érintő, folyamatban lévő elképzelések közé tartozik a kiterjedt rendszerek felügyeletét szolgáló WAMs (wide area managements) megoldás, amely nagy földrajzi területről gyűjt be különösen nagyfelbontású információkat.
Ez elsősorban az állapot-felügyelet számára hasznos, de zavarok utólagos elemzésére is jól alkalmazható. A kilengések általában a hálózat peremén válnak nagyobb méretűvé, váltófeszültségű hálózatok esetében a fázisszög méréséhez, ezen keresztül a rendszer állapotához nyújt a WAMs információkat. Előzményei európai szinten is megtalálhatók; kifejezetten erre a célra dedikált eszközöket helyeztek el nagy területen, GPS-el időbélyegeket koordinálva. Centrális rendszerként ma már kevésbé vagyunk kitéve a vonatkozó libikóka-effektusoknak, ezt mutatják a Laufernburgban működő európai mérő-irányító központ adatai is. A hazai alállomási fejgépeket okos kártyával egészítették ki, ily módon biztosítva a nagyfelbontású információkat, ez jelentette a nagyobb nemzetközi hálózat részeként megvalósuló fejlesztés indulását, s a napi gyakorlatban való felhasználását.
Az Egyesült Államokban smart-grid néven futó rendszerben kb. 200 mérőhely üzemel, felfuttatását 2014-ig mintegy ezer mérőportra tervezik.
További hazai sikertörténet; kiserőművek szabályozó központjai révén sikerült bővíteni azt a szabályozási tartományhoz tartozó kört, amely hatékony ajánlattevőként tud megjelenni a tartalékok piacán. Tehát, már nem csak a nagy központi erőművek tudnak ajánlatot tenni, három ilyen központ már létrejött, és sikerrel kooperál a rendszerirányítóval.
Rendszer-oldalról nézve, az okos mérők kommunikációs lehetőséget biztosítanak, adatokat jelentenek. Az adatok és a kommunikációs lehetőségek helyi szereplőknél való felhasználásáról még további egyeztetés szükséges, melyben a rendszerirányító is megpróbálja saját szempontjait érvényesíteni. Ezt az infrastruktúrát nagyon sok új dologra fel lehet használni. Arra is fel kell készülni, hogy most már nem csak a kis erőművek, de a háztartási méretű termelés is megjelenik a rendszerirányítónál, s ez a tendencia egyre jobban érvényre jut. Ez viszont igen nehézzé teszi a szétválasztást termelői és fogyasztói oldalra. Külön gondok jelentkeznek emiatt az elosztói rendszerek üzemeltetése során, pl. egy kikapcsolt szakaszon nem bukkan-e fel feszültség valahonnan. Ilyen probléma korábban nem merült fel, de a technológia most már ott tart, hogy a sok kicsi eszközt is menedzselni lehet, okosan kell megtervezni és okosan kell bevonni az egyéb együttműködő rendszerek körébe.
A virtuális közösségek is fontosak a rendszerirányító szempontjából, mivel olyan, a rendszer rugalmasságát növelő technológiai lehetőséget jelentenek, amit ki tudnak szolgálni ezek az okos eszközök.
Az energiatárolás is nagyon fontos a rendszerirányító szemszögéből, ez a rendszer rugalmasságát jelentősen növelő lehetőség, amire égető szükség van a szabályzási teljesítmények szűkössége miatt a magyar rendszerben is. Egyedülálló módon, nálunk nincs szivattyús energiatároló, lehetővé kellene tenni, hogy befektetők komolyan foglalkozzanak vele. Az e-mobilitás, az elektromos autók nagyobb arányú elterjesztése a közlekedésben közép- és hosszabb távon várható, jelei már ma is vannak. Ezzel a kihívással is komolyan kell foglalkozni.
A rendszerirányítónál a hálózat állapotának felügyelete, a piac számára való rendelkezésre állása, a szabad kapacitások minél jobb kihasználása, meghatározása a dinamikus hálózatkezelés, a folyamatos adatgyűjtés, értékelés, a kapacitások és határértékek újraszámítása révén folyamatos fejlődést igényel, erre szolgál az „okos hálózatok" szerinti megközelítés.
Hartmann Bálint Phd-hallgató (BME-VET; BME Villamos Energetika Tanszék) a magyarországi szélerőművi kapacitások energiatárolással való összekötésének kérdését járta körül előadásában. Az előadó az egyetemi témavezetővel együtt már három éve dolgozik ezen a megoldáson, az alapvető cél az energiatárolás és a magyarországi megújuló források, főként a szélerőművek egyesítése közös pozitív szinergiába.
Az első meghatározó, kiinduló dokumentum Magyarország Megújuló Energiaforrás-hasznosítási Cselekvési Terve.
Ez jelen évtizedünkre meghatározza azokat a célokat minden megújuló energiaforrás hasznosítása terén, amelyekkel a természeti, gazdasági, társadalmi, kulturális, ill. geopolitikai adottságainkat ki szeretnénk használni, s valamennyi előnyünkből össztársadalmi hasznot kívánunk elérni.
A szélenergiára, ill. a beépített kapacitásokra összpontosítva, a kitűzött célok:
már a 2010-es évben célkitűzésként szerepelt a 330 MWatt-os beépített kapacitás, 2011-ben 393 MWatt, 2012-ben 445 MWatt, az évtized végére pedig 750 MWatt a kitűzött cél. Az energia-termelésre vonatkozó hasonló adatok; 692 GWatt/óráról 1.500 GWatt/órára kívánja emelni az ország szélenergia potenciálját.
A tervekből megvalósult 2011 végéig: 330 MWatt beépített kapacitás, az energia-termelés is valamivel elmaradt a tervektől, s a legnagyobb kérdés a 2020-ig terjedő időszakra, egyáltalán fel fognak-e épülni ezek a szélerőművek, s ha felépülnek, milyen további fejlesztéseket, beruházásokat fog ez igényelni akár hálózati részről, akár a szélerőműves termelők részéről.
Három tanulmány készült az elmúlt években a szélerőművekkel kapcsolatban rendszerirányítási szempontból, ami foglalkozott a kapacitás bővítéssel kapcsolatos lehetőségekkel. Az első, 2008-as tanulmány a szélerőmű-kapacitás bővítésről szólva a 330 MWatt-os határ kibővítését javasolta, áttekintve a vonatkozó összes feltételt.
Fontos megállapítása volt; a magyar villamosenergia rendszerben a szabályozási tartalék az évek során folyamatosan csökkent. Elsősorban a szabályozható erőművek arányának csökkenésével, ill. a kötelező átvételi rendszerrel, a kiserőművek hálózatba lépésével indult ez a folyamat.
Ez a tanulmány meghatározott egyfajta bővítési lebonyolítási rendet, amely elsősorban a meglévő gázturbinák teljesítményre alapozott, a 330 MWatt-os már meglévő, ill. tervben szereplő szélerőmű kapacitáshoz 120-170 MWatt került hozzáadásra. A 2008-as terv megállapítása; nincsen jelentős energia többlet a forgatókönyvekben, ezzel szemben a leszabályozási tartalékok már akár a 450 MWatt-os scenáriónál is komoly problémákat jelentenek.
2009-ben a Magyar Energia Hivatal adta ki a következő tanulmányt „A magyar villamoserőmű-rendszerbe illeszthető szélerőművek mennyisége" címmel. Ez jórészt az előző tanulmányra épül, megállapításait megerősíti, s meghatározza azokat a célokat, amelyeket el kellene érni ahhoz, hogy ezek a bővítések reálisan megvalósíthatók legyenek.
A harmadik tanulmány 2010-ből származik, szerzője ennek is a MAVIR, címe: „A magyar villamos erőmű rendszer (VER) szekunder szabályozásba bevont erőműveinek és a szélerőművek gradiensének egymásra gyakorolt hatásairól". A levont következtetések: a szélerőművek gradiense (http://hu.wikipedia.org/wiki/Gradiens) a viszonylag kezelhető 2,5 – 0,5 MWatt/perc-es tartományba esik az idő 95%-ában, tehát nem mutat nagy változásokat. Ehhez hasonlóan, a szekunder szabályozásban résztvevő erőműveket is megvizsgálták és úgy találták, hogy az idő 80 – 100%-ában legfeljebb 10-15 MWatt/perc-es szabályozási gradiens állt rendelkezésre a villamosenergia rendszerben.
A szélerőmű teljesítményeket az 570-440 MWatt-os scenarióra extrapolálva megállapítható, már a 740 MWatt-os kapacitást elérve jelentkezhetnek a gradiens-szabályozás elégtelenségéből adódó problémák. (A túllépések esetleges jelentkezését az általánosan elfogadott „ököl-szabály" alapján kalkulálták, mely szerint, a megengedett gradiens változás a névleges teljesítmény 10%-a lehet percenként.)
A rendelkezésre álló tartalékok mennyiségét kétféle kiértékeléssel közelítették a tanulmány szerzői a vizsgálódás során, statisztikai kiértékelő módszerrel és saját tervezésű számítógépes szimulációval. A statisztikai kiértékelést az elmúlt 3 év szélerőmű-termelési és menetrendi adatokra, valamint a 15 perc alatt igénybe vehető forgó tartalék mennyiségi adataira alapozták. (Az adatok a MAVIR honlapján elérhetők.)
A számítógépes szimuláció a MATLAB szoftverprogram alá készült, szélerőművek vagy energiatárolók együttműködésének leképzésére. A szimulációval olyan energiatárolót akartak találni, amely egyrészt a felmerülő szabályozási teljesítmény-igényeket az esetek 95%-ában el tudja látni, másrészt a felmerülő szabályozási kapacitás-igényeket (az energia-oldalt) 95%-ban lefedje, valamint az egyhuzamban fellépő szabályzás igényt is 95%-ban lefedje. A szimulációs szoftver alapvető célja volt, hogy a szélerőművet az általa leadott menetrendhez képest engedélyezett plusz-mínusz 55%-os tartományon belül tartsák, s így mentesüljön a szabályozási pótdíj fizetése alól. A feladat ellátását valamilyen energiatárolóval kívánták kielégíteni. Az energiatárolónál a névleges teljesítményt, a névleges kapacitást, a maximális töltési-kisütési teljesítményt, a ciklus-hatásfokot, az ideális töltöttségi szintet, ill. az energiatároló hő-állandóját képezték le. Ezekre azért volt szükség, mert az energiatárolás ma már igen széleskörű technológiai lehetőségekkel bír. Akár akkumulátoros, akár un. hagyományos lehetőségek
(szivattyús, tározós) is szóba jöhetnek. A vizsgálatok során a számításokat nem összpontosították adott technológiára. A paraméterek, hatásfok, és teljesítmény kapacitás alapján vizsgálták, el tudja-e látni feladatát.
Szélerőmű esetén az előre jelzett (menetrendként leadott) teljesítményt, a tényleges teljesítményt, ill. ezek különbözetét vizsgálták. A programmal kapott összehasonlító grafikon mutatja a szélerőmű előre jelzett teljesítményét, a plusz-mínusz 50%-os határt, a tényleges teljesítményt, ami helyenként elhagyja a tolerancia-tartományt, ehhez képest, az energiatároló beavatkozásával lehet valamilyen eladott teljesítményre összpontosítani, ami az 50%-os határon belül marad. Az energiatároló töltését egy külön változó mutatja, a termelés határok közé szabályozásával az energiatárolót olyan mértékben „sütik ki", hogy a kb. 50%-os átlagos töltöttségi szintre csökkenjen a szimuláció során. A szoftvernek a jelenlegi változásokra való adaptálása során csak csekély átalakításra volt szükség. A szabályozási tartalékoknál feltételként szerepelt a meglévő tartalékok kihasználási lehetősége, nem csak az energiatároló rendszerben. A korábbi tanulmány is megállapította, a felfelé szabályozási tartalékok elegendőek a rendszerben, ezért a jelenlegi tanulmányban csak a lefelé irányuló tartalékokkal foglalkoztak.
A különböző scenáriókra kapott eredmények a korábbi adatokkal összevetve mutatják;
hány olyan negyedórás periódus volt a vizsgált három évben, amikor a leszabályozási periódust ki kellett volna egészíteni egy energiatárolónak, vagy további erőműveknek
ill. milyen hosszú az átlagideje ennek a beavatkozásnak: 30 perctől egy órás értékig terjed
az egyhuzamban fellépő igények 95%-os értékét érdemes a tároló tervezésénél figyelembe venni, másfél óráról egészen 3,25 óráig fog nőni ez a tartomány
a kapacitás-igény 80 MWatt/óráról 300-ra, a leszabályozási teljesítmény igénye 95 MWatt-ról 195-re nő
A felmérés lineáris összefüggésekre világít rá. A becslések pontossága a beépített teljesítmények (virtuális) növelésével tovább javítható.
A rendelkezésre álló szabályozási gradiens és a hozzá kapcsolódó tényezők vizsgálata a fentiekhez hasonló metodikát követett. Itt három szélerőmű termelési adatait és a rendelkezésre álló forgó tartalék alapján képzett, rendelkezésre álló gradiens értékével számoltak. Ebben a vizsgálatban egyperces felbontással dolgoztak, csaknem egymillió-hatszázezer adatponttal. A korábbiakhoz hasonlóan, a szélerőmű termelést extrapolálták a különböző scenáriókra, s itt is feltételezték, hogy közben nem emelkedett meg a gradiens értéke. A számítógépes szimuláció
az előző vizsgálat némi módosításával zajlott. Az energiatároló paramétereire két sarokszámot határoztak meg; hogy képes legyen a szükséges teljesítmény-gradiens kiegészítésére, az esetek 95%-ának kezelésére, másrészt
a szükséges időtartamon keresztül ezt el tudja látni, tehát ha a rendszerben meglévő szabályozási gradiensünk 2-3
perces ellátásra elegendő, akkor az energiatároló képes legyen ezen időtartamot ellátni.
A szimulációs szoftver annyiban módosult, hogy csak termelési paraméterek kerültek betáplálásra, s az energiatároló segítségével valamilyen megengedett fel-, vagy leterhelési korlátot kívántak tartani. Ez külön definiálható mindkét irányban, tehát leszabályozás végezhető, az energiatároló paramétereit pedig a korábbi értékekkel adták be. A három év kiértékelése alapján azt lehetett megállapítani, hogy a jelenlegi teljesítményekkel együtt sem állt elegendő szabályozási tartalék rendelkezésre az idő 2,82% tartamában, felfelé irányban 1,62%-ában. Az esetek 90%-ában a rendszer legalább 5 MWatt/perc szabályozási gradienssel rendelkezett. Amennyiben a
támasztott szabályozási igényt tekintjük, akkor 93-94%-ban a 2,5 MWatt/perc-es tartományon belül vagyunk, s gyakorlatilag 5MWatt/perc-nél nagyobb változás nem is fordult elő. Amennyiben az extrapolációt a 450 MWatt-os scenárióra végezzük, akkor már részben módosulnak az értékek. A legnagyobb, 740 MWatt-os esetnél pedig már csak kb. az esetek három-negyede lesz a 2,5 MWatt/perc-es tartományban, s itt már 10 MWatt/perc gradiens igényeket is jelenthetnek a szélerőművek.
Az eredmények tekintetében, hogy mekkora plusz gradiens kisegítést kéne a rendszerben biztosítani, látható, hogy ez a le-, ill. a felirányban más-más módon függ a szélerőművek beépített teljesítményétől. Amennyiben a jelenlegi
330 MWatt-os esetet nézzük, akkor felfelé irányban kb. 16 MWatt/perc-es az a kisegítés-nagyság, ami az esetek 95%-át ellátja, lefelé irányban ez 19 MWatt/perc. A 740 MWatt-os scenáriónál ezek az értékek 24-25,5 MWatt/perc-re emelkednek. Tehát, igazolva a korábbi tanulmányt is; valamilyen bővítés igénye felmerül.
A felfelé irányú szabályozás adatainak megjelenítésével a három éves adatsor alapján kiértékelhetők azon esetek száma és időtartama, amikor a rendszert ki kellett egészíteni; 8 ezer alkalom során 1 perc, 2 perc, 3-5 perc, 5-11 perc, ezen felüli időtartam gyakorlatilag nagyon csekély volt a számítások alapján. Amennyiben a 740 MWattos beépített scenárió megvalósul, akkor minden időtartományra kétszeres javulás mutatkozik. A leszabályozási gradiens tekintetében ugyanezen adatokra még jellegzetesebb növekedés lesz tapasztalható.
Összefoglalva; amennyiben el akarjuk érni a megduplázódó kapacitást, a jelenlegi 330 MWatt-ról 770 MWatt-ra növelni, akkor biztosítani kell a megfelelő műszaki megoldásokat, ennek egyik lehetősége az energia-tárolás.
Az energiatárolóval vagy a menetrendezési pályából adódó szabályozási nehézségeket kívánjuk megoldani, vagy a szélerőművek gradiense által okozott nehézségeken segítünk. Mindkét esetben növelni kell a rendszerben rendelkezésre álló szabályozási tartalékot, ill. azon egységek számát, amelyek ilyen funkciót el tudnak látni.
Megoldható erőművi beruházással, erőműveknek a szabályozottak körébe való bevonásával, másrészt energiatárolók segítségével. A megújuló energiák bevonása elengedhetetlen.
A fő kérdések; ki lesz az, aki a megfelelő megoldásokat meglépi, ki alakítja ki ezen energiatárolók megfelelő működési rendjét, célszerű-e egyetlen feladatra felhasználni ezeket? A szerzők véleménye; érdemes lenne több, egymást kiegészítő feladatra használni ezeket a lehetőségeket.
Dr. Nagy József a BÜKK-MAK LEADER Nonprofit Kft. ügyvezető igazgatója a városi közlekedés napenergián alapuló fejlesztéséről szólt cége gyakorlatából. A miskolci régióban működő vállalat vezetője szerint, ma a harmadik ipari forradalom, az anyag-, és energia-tudományok forradalma idejét éljük. Az EU parlament 2007/16-es ötpontos nyilatkozatot adott közre, a negyedik pont szerint; az Uniós tagállamok 2025-ig tegyék intelligenssé és függetlenné energia-hálózatukat, hogy a városok és falvak, kis-, és közép-vállalkozások és a polgárok ugyanolyan hozzáféréssel termelhessenek és oszthassanak el energiát, mint ahogy azt az internettel teszik.
Az EU 519/2009-es határozatában kitűzte a 2010-2050 közötti fejlődés irányát, megfogalmazták a stratégiai energia-technológiai tervet, amely a stabil, a mobil és a közlekedés-célú, kis CO2-kibocsátású technológiák fejlesztését tervezi. A 186/2010-es EU bizottsági közlemény foglalkozik az alternatív hajtású járművekkel, ill. üzemanyagukkal. A jövőbe mutató lehetőségek; elektromos töltés, hidrogén-üzem, folyékony- és gáznemű bio-üzemanyagok. A világ legnagyobb energetikai cégei és gépkocsi-gyártói 2010-ben tanulmányt tettek közzé, mely szerint három gépkocsi típus számíthat elterjedésre; a hidrogéntöltésű üzemanyag-cellás járművek, a belsőégésű motor és akkumulátor kombinációi, valamint a közvetlen elektromos töltésű akkumulátoros járművek. 2050-re Európa útjain kb. 250 millió személygépkocsi fog közlekedni, ebből 95% alternatív hajtású lesz. Minden sűrűn lakott településen hidrogén- és elektromos töltőhálózatokat fogunk találni, ezen járművek hatékonysága felveszi a versenyt a belsőégésű motorokkal. 2010 november 9-én az EU kiírta a világ legnagyobb támogatási rendszerét, az un. MER300 rendszert, amely a CO2 kvóták érvényesítéséből befolyó pénzek szétosztását jelenti a 27 tagállamban.
Ebben a rendszerben, ahol a 4,5 milliárd kiosztásra kerül, a tagállamok 34-féle innovatív, megújuló és demonstrációs projektre nevezhettek. Ezek egyike volt a megosztott, megújuló energiaforrás hasznosítás intelligens hálózatban, városi környezetben, a kft. a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium idevágó előpályázatán sikerrel szerepelt a városoknak szóló, zéró-emissziós közlekedési infrastruktúra megteremtését célzó smart-grid projektjével.
A munka elkezdődött, a megfogalmazott cél; Magyarország zéró-emissziós, közlekedési célú foto-voltaikus elektromos energia előállítási, intelligens töltési, tárolási és mobil felhasználási infrastruktúrájának fejlesztése, megalapozása. A pályázati kiírás szerint a cégnek megyei jogú városokat kellett megcéloznia, végül öt város tudta teljesíteni a hatalmas méretű információszolgáltatást. A telepítendő fotovoltaikus egységek helyrajzi szám szerinti, ill. GPS koordináták szerinti helyét meg kellett határozni a csatlakozás pontokkal, vételezési lehetőségekkel. Az öt város: Miskolc, Eger, Salgótarján, Veszprém és Kecskemét, az Eszterházy Károly Főiskolával és a cég projektfejlesztési mendzsmentjével együtt. Az 56 milliárdos projekt műszaki tartalma; 72,82 MWatt kapacitás városi környezetben, ebből 50 MWatt középfeszültségre csatlakoztatva központilag, és minimum 20 MWatt kisfeszültségre helyezendő, közintézményi területeken elérhetően. Ehhez csatlakozik 490 drb normál elektromos töltőállomás, pontos hely-meghatározással, 110 drb gyorstöltő-állomás, és a smart-grid villamosenergetikai elektronikai rendszer hardver-szoftver megoldásai, mindez a virtuális makrohálózati központtal együtt. A fejlesztési folyamat a 44 Miskolc környéki faluval kezdődött, csatlakozott Miskolc, majd Eger és a többi átálló város. A program közzététele után egymás után jelentkeztek együttműködésre a nagy európai töltő-gyártók, így az ABB és az ElektroMotive.
Jellemző működési adatok; pl. egy 50 kW-os ElektroMotive gyorstöltő egy elektromos hajtású járművet 10-20 perc alatt 80%-ig fel tud tölteni. A gépkocsi és a töltőállomás kommunikál egymással, folyamatosan figyeli a töltési gyorsaság lehetőségét, a cellafeszültséget, a hőmérsékletet, mindezt jelenti a központnak.
A projekt központi tartalma: központi naperőművek, és intézményi fotovoltaic rendszerek. A rendszer központja felügyeli és távolból irányítja az összes alrendszert.
A 2 évvel ezelőtt kifejlesztett és jelenleg pilot projekt szinten működtetett rendszerrel 50 MW (gázmotoros) kapacitást koordinálnak, és a MAVIR felé azóta is menetrendet szolgáltatnak.
A rendszer taglétszáma tetszés szerint bővíthető ezer, 10 ezer, 100 ezer becsatlakozó résztvevővel.
A rendszert iparjogvédelem alá kívánják helyezni, a Paksi Atomerőmű szakembereivel együtt megfogalmazták, hogy az atomerőmű és a megújuló energia-források együttműködésével hogyan lehet üzemanyagot, tüzelőanyagot és ipari alapanyagot előállítani, tárolni és töltőállomásokon intelligensen a megfelelő helyekre kijuttatni.
Az új, megtermelt, felosztott energiákat felhasználó járművek jelenleg drágák, de a legnagyobb járműgyártók termékei megjelentek Európa útjain. 2012-es árak: 80 ezer-100 ezer euró között. Kína ebben is tud újat mondani;
egy saját gyártású, ötszemélyes elektromos kocsi 16 kWórát fogyaszt 100 km-en, ez 50 Ft kW-órás áron 800 Ft futási költséget jelent, szemben a hagyományos meghajtás 3-4 ezer Ft-os költségével… Végsebessége 140 km/ó,
300 km-t tud megtenni légkondicionáló működtetése mellett. Litium ionos akkumulátora 10-20 perc alatt feltölthető.
A kft. munkatársai a kantoni vásáron hazai kipróbálásra megvásároltak két ilyen 10kw-os motorral ellátott elektromos autót, a napokban érkeznek Budapestre. Ezek ára levizsgáztatva, EU-s okmányokkal, rendszámmal együtt 2,5 millió Ft. A kínai ipar további idevágó termékei; 9+1 személyes, 39 kWo-s mikrobusz, 100 km-es végsebességgel, átlagos körülmények között 280 km-t tesz meg egy töltéssel. A kantoni vásáron felmerült a kft.-vel való kooperációban a magyarországi összeszerelés lehetősége. 24+1 személyes kínai gyártmányú elektromos busz 70 kWo-t fogyaszt 100 km-en, 110 km/ó végsebességű, 300 km távot tesz meg. Kínai üzleti delegáció már megjelent a kft.-nél Miskolcon, s ajánlattételt mellékelve tájékoztatták a hazaiakat a kínai tartományi közlekedés elektromos buszokkal zajló, már megvalósult üzeméről.
http://www.vet.bme.hu/okt/val/nt/villnagy/tananyag/Atviteli_halo_uzem.pdf
http://www.terport.hu/webfm_send/2734
http://www.szie.hu/file/tti/archivum/Schrempf_Norbert_ertekezes.pdf
http://meteor38.elte.hu/~zeno/wrf_szakdoga.pdf
http://www.szel-mszte.hu/print.php?type=A&item_id=6
http://data.hodmezovasarhely.hu/docs/strategiak_koncepciok/megujulo_energia/8_fejezet.pdf
www.bukkmakleader.hu/renexpo_beszamolo.html
www.elektromotive.com/html/EBConnect.php
Harmat Lajos
