Wymiana energii w inteligentnym sąsiedztwie
Energia słoneczna to najbardziej popularne na świecie źródło energii odnawialnej. Jednakże rosnący udział w rynku oraz niespójność dostaw sprawiają, że wymagania dotyczące sieci zaopatrzenia w elektryczność są bardzo wysokie. Dodatkowo ograniczają one samowystarczalność budynków mieszkalnych lub komercyjnych posiadających zamontowane na dachu panele słoneczne generujące elektryczność. Z tego powodu operatorzy sieci energetycznych muszą utrzymywać różne systemy awaryjne, z których najbardziej powszechne są obecnie elektrownie węglowe samym swoim istnieniem niweczące korzyści wynikające ze stosowania odnawialnych źródeł energii. Rozwiązaniem tych problemów może być skoordynowane przesunięcie obciążenia oraz magazynowanie i wymiana nadmiaru energii z budynkami znajdującymi się w sąsiedztwie, co bezpośrednio przełoży się na obniżenie rachunków za elektryczność oraz zmniejszy obciążenia szczytowe publicznych sieci przesyłowych. Skupiając się na tych ważnych kwestiach, uczestnicy unijnego projektu COSSMIC (Collaborating smart solar-powered micro-grids) opracowali innowacyjne rozwiązanie umożliwiające kontrolowanie zużycia energii i rozproszonych źródeł energii i dostosowanie do różnych kryteriów, takich jak dostępność, cena czy warunki atmosferyczne. Internet energii Naukowcy stworzyli przełomowy, autonomiczny system ICT potrafiący kontrolować zużycie oraz procesy produkcji i magazynowania energii. System ten ułatwia współpracę P2P mikrosieci w sąsiedztwie oraz współpracę z publiczną siecią dystrybucyjną. Sposób działania systemu przypomina mechanizm przesyłania i wymiany informacji w Internecie – mikrosieci będące sieciami danych funkcjonują samodzielnie i wymieniają energię z sąsiadami na zasadzie wzajemnych korzyści. Przykładowo, dane ogniwo mikrosieci, w którym zmagazynowana jest zbyt duża ilość energii, może przesłać jej część do sąsiedniego budynku, gdzie tej energii jest mniej. „System, sterowany zależnie od zestawu preferencji i ograniczeń zdefiniowanych przez mieszkańców budynku, stara się dostosować wielkość zużycia energii do wielkości lokalnej produkcji energii poprzez skoordynowane przesuwanie obciążenia” – mówi pan Hallsteinsen, koordynator projektu. Jak wyjaśnia, w każdym budynku znajduje się brama domowa monitorująca i kontrolująca wszystkie urządzenia elektryczne podłączone do instalacji w tym budynku. Komunikując się z innymi bramami, brama domowa stara się elastycznie zaplanować operacje przesuwania obciążenia i dopasować ogólne zużycie energii w danym sąsiedztwie do szacowanej ilości wyprodukowanej w tym samym sąsiedztwie energii. Architektura systemu bazuje na wysoce rozproszonym, agentowym modelu P2P, w którym agentem jest każde znajdujące się w sąsiedztwie urządzenie zużywające i produkujące energię. Akumulatory są traktowane jako zespolona para agentów, w której jeden akumulator odpowiada za ładowanie, a drugi – za rozładowywanie. Celem dopasowania zużycia do przewidywanej produkcji energii agenty w sąsiedztwie negocjują ze sobą, przesuwając obciążenie w czasie z uwzględnieniem ograniczeń ustawionych przez mieszkańców. System automatycznie rozpoznaje profile odbiorników energii elektrycznej i na podstawie prognoz pogody szacuje ilość energii wyprodukowanej przez podłączone panele słoneczne, co zapewnia optymalną koordynację. Energia może być magazynowana w akumulatorach lub nawet urządzeniach zasilanych akumulatorowo podłączonych tymczasowo do ładowania (np.. Pojazdach elektrycznych). Inteligentne, ekologiczne sąsiedztwo Opracowany w ramach projektu COSSMIC system pozwala użytkownikom pozyskiwać energię w czasie rzeczywistym po znacznie niższej cenie, dzięki czemu inwestycje w instalacje fotowoltaiczne zwrócą się o wiele szybciej. Oprócz zmniejszenia kosztów mikrosieci pozwalają optymalnie sterować wykorzystaniem energii odnawialnej, energii z paliw konwencjonalnych i energii zmagazynowanej oraz obciążeniem, zmniejszając tym samym wpływ produkcji energii elektrycznej na środowisko. Zachęcają także do wybrania bardziej zrównoważonych i inteligentniejszych systemów dostaw energii elektrycznej. Układy monitorujące nowego systemu zostały zamontowane w 12 budynkach w Konstancji (Niemcy) i 5 budynkach w gminie Caserta we Włoszech. Symulacje skoordynowanego przesuwania obciążenia w oparciu o zgromadzone dane dowodzą możliwości stworzenia proponowanych w projekcie COSSMIC inteligentnych sąsiedztw składających się z samowystarczalnych, energooszczędnych budynków.
Słowa kluczowe
Inteligentne sąsiedztwo, korzystanie z energii, energia odnawialna, przesunięcie obciążenia, COSSMIC, mikrosieci, architektura P2P
