Transformacja polskiej energetyki nabiera tempa. Ponad połowa mocy zainstalowanej w Polsce pochodzi już ze źródeł odnawialnych, a zgodnie z planem rozwoju sieci przesyłowej PSE na lata 2025–2034 krajowa sieć ma zostać rozbudowana tak, aby umożliwić osiągnięcie ponad 50 proc. udziału generacji OZE w krajowym zużyciu energii elektrycznej netto w 2034 roku. Jedną z inwestycji, które mają pomóc przygotować system na te zmiany, jest powstający wielkoskalowy magazyn energii w Nowym Czarnowie.
Rozwój OZE zwiększa wymagania wobec sieci. Nowa rola magazynów energii
Produkcja energii z wiatru i słońca zależy od warunków pogodowych, dlatego jej poziom nie zawsze odpowiada bieżącemu zapotrzebowaniu. W okresach wysokiej generacji mogą pojawiać się nadwyżki, podczas gdy przy mniejszej produkcji konieczne jest wykorzystanie innych źródeł. Wraz ze wzrostem udziału odnawialnych źródeł energii coraz większego znaczenia nabierają więc rozwiązania, które pozwalają lepiej bilansować system, magazynować energię i szybko reagować na zmieniające się warunki pracy sieci.
Skala tego wyzwania będzie rosła wraz z dalszym rozwojem odnawialnych źródeł energii i ich rosnącym udziałem w krajowym miksie energetycznym. System będzie musiał sprawnie obsługiwać coraz większą moc pochodzącą ze źródeł o zmiennej produkcji, przy jednoczesnym zapewnieniu ciągłości i bezpieczeństwa dostaw energii. Dlatego coraz większego znaczenia nabiera infrastruktura pozwalająca elastycznie zarządzać energią i reagować na bieżące potrzeby systemu.
– Jednym z rozwiązań wspierających pracę systemu elektroenergetycznego są wielkoskalowe magazyny energii. Nie służą one wyłącznie do bilansowania podaży i zapotrzebowania na energię w czasie. Dzięki odpowiednim technologiom mogą również szybko reagować na zmiany parametrów sieci, wspierając stabilność i elastyczność systemu. W praktyce oznacza to, że magazyn może pełnić kilka funkcji jednocześnie, od bilansowania energii po wsparcie parametrów pracy sieci. O jego zastosowaniu decydują więc nie tylko moc i pojemność, ale także sposób integracji z systemem elektroenergetycznym – wyjaśnia Rafał Kozieł, Senior Expert Photovoltaics & Standardization w SMA Solar Technology AG.
Nowe Czarnowo pokazuje, jak magazyn może wspierać sieć
Przykładem takiego podejścia jest wielkoskalowy magazyn energii w Nowym Czarnowie, zlokalizowany w pobliżu stacji elektroenergetycznej Krajnik. Instalacja ma moc 24 MW i pojemność 56 MWh. W przypadku magazynu tej skali równie ważna jest jego zdolność do szybkiego reagowania na zmiany zachodzące w sieci. W projekcie zastosowano rozwiązania, które pozwalają jednak na znacznie więcej niż samo magazynowanie energii. Dzięki nim magazyn może aktywnie uczestniczyć w stabilizacji pracy systemu elektroenergetycznego, m.in. poprzez utrzymywanie odpowiednich parametrów napięcia i częstotliwości.
Ma to coraz większe znaczenie wraz ze wzrostem udziału źródeł odnawialnych, których produkcja zależy od zmiennych warunków pogodowych. Jednym z elementów systemu jest funkcja Grid Forming, dzięki której magazyn może aktywnie wspierać pracę sieci, zamiast jedynie dostosowywać się do jej parametrów. Dwie jednostki zostaną dodatkowo wyposażone w funkcję Black Start. W przypadku rozległej awarii pozwala ona wykorzystać zgromadzoną w magazynie energię do wsparcia procesu stopniowego przywracania zasilania.
Za koordynację pracy całej instalacji i jej współpracę z siecią odpowiada Power Plant Manager. Z kolei zastosowanie falowników wyposażonych w SiC MOSFET pozwala ograniczyć straty energii podczas jej przekształcania, a tym samym zwiększyć sprawność całego systemu. W praktyce wszystkie te rozwiązania służą jednemu celowi: aby magazyn był nie tylko dużym zasobnikiem energii, lecz także aktywnym elementem systemu elektroenergetycznego, który może szybko reagować na zmiany zachodzące w sieci.
– W najbliższych latach znaczenie magazynów energii będzie wykraczać poza bilansowanie produkcji z odnawialnych źródeł energii. Wraz z wycofywaniem części istniejących mocy konwencjonalnych będą one jednym z elementów, które mogą uzupełniać system w okresie jego przebudowy. Budowany w Nowym Czarnowie magazyn jest przykładem inwestycji projektowanej z myślą o szerszej roli w systemie. Takie instalacje będą coraz ważniejsze z punktu widzenia bezpieczeństwa energetycznego, szczególnie w czasie, gdy jednocześnie rozwijane są nowe moce wytwórcze i infrastruktura sieciowa – podsumowuje Rafał Kozieł.
Źródło: SMA
