Inteligentna wymiana energii elektrycznej i synergia między siecią energetyczną a koleją
Zarówno elektroenergetyczne sieci rozdzielcze, jak i systemy elektryfikacji kolei lekkiej są sieciami odpornymi, rozwijanymi i eksploatowanymi jako sieci niezależne. Rosnąca penetracja odnawialnych źródeł energii (OZE) w obu sieciach przyczyniła się do powstania wyzwań związanych z radzeniem sobie z wahaniami. Obie sieci poszukują zintegrowanych rozwiązań w celu zmniejszenia strat energii elektrycznej, zwiększenia stabilności sieci i przyjęcia nowych podmiotów w sektorze energii, takich jak systemy magazynowania, pojazdy elektryczne oraz prosumenci (zarówno producenci, jak i konsumenci energii). Pomimo tych wspólnych celów obecnie nie ma dostępnego systemu inteligentnej wymiany energii elektrycznej pomiędzy obiema sieciami. Zespół pionierskiego projektu E-LOBSTER finansowanego przez Unię Europejską może zaoferować właśnie taki system.
Innowacyjne udostępnianie, monitorowanie i kontrolowanie zasobów
Badacze z projektu E-LOBSTER opracowali dwa aktywa, które mają być współdzielone, inteligentne urządzenie soft open point (sSOP) oraz oparty na akumulatorze system magazynowania energii. SPO są stosunkowo nowym typem urządzeń energoelektronicznych, których elastyczność, szybka reakcja i odporność są dobrze dopasowane do rozproszonej generacji i rosnącej penetracji OZE. Akumulatorowy system magazynowania energii zwiększa elastyczność i wydajność połączenia między dwiema sieciami. Według Giannicoli Lorigi, szefa korporacyjnej strategii nawiązywania kontaktów i rozwoju w ramach prac badawczo-rozwojowych w firmie RINA i koordynatora projektu E LOBSTER, „sSOP opracowany w ramach projektu jest oparty na konwerterach mocy służących do połączenia sieci dystrybucji energii i systemów elektryfikacji kolei. Pozwala to na unikalne zarządzanie energią pomiędzy podstacjami trakcyjnymi systemów elektryfikacji kolei lekkiej a siecią dystrybucyjną”. Ponadto rozwiązanie E-LOBSTER wspiera integrację regeneracyjnej energii hamowania, czyli odzyskiwanie i magazynowanie energii hamowania, która zazwyczaj jest tracona jako ciepło w wyniku tarcia, co dodatkowo zwiększy efektywność energetyczną sieci kolejowej. Wreszcie, zespół opracował zintegrowane narzędzie do monitorowania i symulacji strat w dystrybucji, jak również kompleksowy system zarządzania „kolej-sieć” (ang. railway to grid, R+G) służący do zarządzania przepływem energii w czasie rzeczywistym pomiędzy koleją, siecią i magazynem.
Dzielenie się energią pomnaża korzyści
„System zarządzania E-LOBSTER R+G zapewnia unikalną platformę do monitorowania i kontroli operacji systemowych w czasie rzeczywistym, na miejscu lub zdalnie. Może on automatycznie i autonomicznie reagować na dynamiczne zmiany w sieci, maksymalizując lokalną produkcję OZE poprzez samodzielne zużycie, a także umożliwiając odzyskanie energii z hamowania oraz minimalizując straty i koszty dystrybucji”, wyjaśnia Loriga. Może być również stosowany do badania optymalnych strategii ładowania/rozładowywania pojazdów elektrycznych na stacjach kolejowych lub miejskich parkingach. W świetle europejskiej umowy „Gotowi na 55”, która zakłada zakończenie sprzedaży samochodów emitujących CO2 do 2035 roku, możliwość podłączenia do infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych może przyczynić się do powstania znaczących możliwości w zakresie generowania przychodów dla operatorów sieci transportowych inwestujących w taki system.
Na dobrej drodze do zwiększenia poziomu gotowości technologii do komercjalizacji
Zespół projektu E-LOBSTER musiał zmierzyć się z ciągle zmieniającą się polityką i ramami regulacyjnymi, co wymagało poświęcenia znacznej ilości czasu na obsługę procesów autoryzacji, ale ostatecznie okazało się, że działania badaczy nie poszły na marne. Loriga wyjaśnia: „Bez wątpienia najbardziej ekscytującą rzeczą była możliwość zainstalowania tak złożonego systemu w podstacji madryckiego metra i przetestowania go w rzeczywistych warunkach! System E-LOBSTER umożliwił wykorzystanie nadmiaru energii hamowania, która w przeciwnym razie zmarnowałaby się”. Konsorcjum E-LOBSTER opracowało wytyczne, które należy wdrożyć, aby wesprzeć wdrożenie systemu w innych scenariuszach elektrycznego transportu masowego, a także plan działania torujący drogę do zademonstrowania prawdziwego systemu we w pełni operacyjnym środowisku. Wspólna dystrybucja energii elektrycznej i sieci kolei lekkiej już nadchodzą.
Słowa kluczowe
E-LOBSTER, energia, kolej, sieć energetyczna, energia hamowania, pojazd elektryczny, OZE, magazynowanie energii, pojazdy elektryczne, soft open point
