Pametni električni eko-sistem

Postoji jedna neprijatna istina sa vetrogeneratorima i uopšte s većinom obnovljivih izvora energije, koja se ustaljeno prećutkuje, a koja je jedan od glavnih razloga što ih je tako teško i tako skupo instalirati. Naime, za razliku od termoelektrana i drugih fosilnih izvora, vetrogeneratori su mnogo više nepredvidljivi – oni ne daju struju konstantno, već samo onda kad ima vetra, a budući da se situacija sa njegovom brzinom, pravcem i snagom stalno menja, vrlo je teško priključiti ih na tradicionalnu električnu mrežu. Kako rešiti ovaj problem?

Distributivni sistemi kojima rukovode ljudi uobičajeno reaguju mnogo sporije od ćudljivih vetrogeneratora ili pak solarnih panela. Kako bi se smanjili gubici, struja se od elektrana do potrošača prenosi visokonaponskim vodovima, a u naseljima, pre nego što stigne do potrošača, napon se spušta, što je koncept koji je osmislio Nikola Tesla i koji se primenjuje od 1896. godine. Ovakav pristup je izmenio svet omogućujući da struja stigne u svaki kraj, ali se u suštini vrlo malo promenio tokom proteklog veka. Uključenje pojedinog generatora na mrežu ili isključenje potrošača još uvek je podjednako robusno kao u prošlosti – operateri prate situaciju i na osnovu trenutne potrošnje, telefonom izdaju naredbe o uključivanju, isključivanju i transportu struje kroz mrežu.

Zato sadašnja električna mreža, utemeljena na potrebama potrošača, osim što ne reaguje dovoljno brzo, ne može uvek da primi povećanu proizvodnju vetrogeneratora niti da nadoknadi manjak kad se on desi. Ove promene se ponekad odvijaju u intervalima kraćim od minuta, što mreže nikako ne mogu da isprate. Jedini način da se tom problemu doskoči jeste uvođenje mreža koje bi pravovremeno reagovale i kojima bi upravljali inteligentni informacioni sistemi – takozvani smart grids, odnosno pametne mreže.

Većina stručnjaka se slaže da sadašnji statički način upravljanja mrežama mora postati fleksibilniji kako bi odgovorio ne samo na nove zahteve, već i omogućio komunikaciju između proizvođača i potrošača. Male elektrane sa stalnim kapacitetom moraju se integrisati u električnu mrežu, kao i električna energija dobijena iz obnovljivih izvora sa promenljivom raspoloživošću. SpectrumPower CC sistem za upravljanje mrežama već omogućava povezivanje nekoliko malih i decentralizovanih elektrana u jednu virtuelnu elektranu. Ukazuje se potreba za menadžmentom u potražnji električne energije, koji će kontrolisati opterećenje mreže i podsticati prilagođavanje potrošnje količini snabdevene energije.

Budući da svetska potrošnja energije svake godine poraste za 2,2 procenta, a procenjuje se da će do 2020. godine u svetu biti čak 12 miliona električnih automobila, koji će dodatno povećati potrošnju, postavlja se pitanje kako će električne mreže u budućnosti podneti očekivana povećanja, kao i kako se uopšte mogu osloniti na obnovljive izvore.

Smatra se da će mreže za prenos i distribuciju u budućnosti imati još važniju ulogu u lancu snabdevanja električnom energijom i zato se predlaže jedan sasvim nov pristup koji podrazumeva osavremenjivanje električne infrastrukture, zamenu ljudi operatera automatizovanim i kompjuterizovanim sistemima i jednu revoluciju u prenosu energije.

Inicijativa „Pametne mreže“ (Smart Grids) ima trostruku misiju: prilagođavanje evropskih električnih mreža izazovima XXI. veka, ispunjavanje očekivanja zajednice i stimulaciju slobodnog tržišta. Ona je pokrenuta 2004. godine angažovanjem 25 vodećih međunarodnih stručnjaka iz dvanaest zemalja Evropske unije. Nemačka u ovom radnom telu ima tri stručnjaka, od kojih je jedan iz Sektora za energiju kompanije Siemens.

Osnovna ideja smart grida je da se poveća automatizacija distributivne električne mreže, kao i da se ona učini efikasnijom i fleksibilnijom. Ključni deo ove smart grid inicijative podrazumeva decentralizaciju sistema kako bi se odgovorilo na istovremene potrebe malih potrošača. Jedna pametna mreža se istovremeno sastoji od kombinacije obnovljivih i standardnih izvora energije, potrošača i električnih vozila čije baterije se mogu koristiti za akumulaciju energije.

Prosečan automobil stoji u garaži 23 sata dnevno. Uzimajući to u obzir, električni automobil se može puniti sve to vreme, a njegove baterije mogu služiti kao mesto gde će se akumulirati višak energije koji se dobija na vetrogeneratorima u onim trenucima kad se vetar pojača. Stanje svih aktera se kontinuirano meri, a pametni sistem, u zavisnosti da li ima dovoljno sunca i vetra, trenutno donosi odluku koga da uključi, a koga da isključi. Ovakav pristup će uneti revoluciju u praktičnu primenu obnovljivih izvora.

Ogledna zemlja

Jedna prava smart grid mreža razvija se u Siemensovom Rizo centru u Danskoj. Inače, Siemens i IBM odabrali su pre dve godine Dansku kao oglednu zemlju za izgradnju infrastrukture za pokretanje vozila na baterije i masovniju upotrebu električnih automobila u saobraćaju. Siemens i danski Dong Energy pridružili su se konzorcijumu pod nazivom Edison, koji okuplja brojne institucije zainteresovane za čistu i održivu tehnologiju u saobraćaju, poput danskog Tehničkog fakulteta i danskog Energetskog udruženja.

Za razliku od termoelektrana i drugih fosilnih izvora, vetrogeneratore je teško priključiti na tradicionalnu električnu mrežu jer su mnogo više nepredvidiljivi – oni ne daju struju konstantno, već samo onda kad ima vetra. Ovaj problem rešava smart grid tehnološkja platforma