Zasilanie gwarantowane w czasie niedoborów energii
Guaranteed Power Supply During Power Shortages
Pierwszy na świecie magazyn energii w technologii LAES, fot. www.birmingham.ac.uk
Paliwa kopalne nie są wykorzystywane jedynie do produkcji energii elektrycznej oraz ciepła. Odgrywają także bardzo ważną rolę w transporcie oraz przemyśle chemicznym, w którym zapotrzebowanie na nie stale wzrasta. Analizy naukowców wykazują, że przy prognozowanym dalszym wzroście liczby ludności i towarzyszącym temu znacznym wzroście zużycia energii, w niedalekiej przyszłości złoża te mogą zostać całkowicie wyczerpane [1]. Aktualnie jedynym rozwiązaniem jest rozwój odnawialnych źródeł energii oraz zastąpienie elektrowni węglowych przez elektrownie jądrowe i dalszy rozwój energetyki źródeł odnawialnych.
W artykule:
|
StreszczenieArtykuł omawia wybrane sposoby magazynowania energii elektrycznej oraz strukturę pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w Polsce. Zwraca uwagę na zasilanie odbiorców z kilku źródeł, w tym z sieci elektroenergetycznej (układy hybrydowe), w okresach niedoborów energii. AbstractThe article discusses selected methods of electricity storage and the structure of obtaining energy from renewable sources in Poland. It draws attention to the power supply of consumers from several sources, including the power grid (hybrid systems), during periods of energy shortages. |
Opierając się na doświadczeniach Australii, można wysnuć wniosek, że bazowanie głównie na OZE może okazać się niewłaściwe i prowadzić do wyłączeń sieci na znacznych obszarach kraju [1]. Innym przykładem jest Norwegia, gdzie około 98% energii wytwarzanej jest z hydroenergetyki, co powoduje, że cena energii w miesiącach letnich jest zaliczana do najniższych w Europie. Natomiast miesiące zimowe, gdy rzeki są zamarznięte, a energia elektryczna produkowana jest z elektrowni konwencjonalnych, ceny energii elektrycznej odznaczają się znacznym wzrostem [1].
Polityka energetyczna
Zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, państwa członkowskie zostały zobowiązane do zapewnienia określonego udziału energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto w 2020 r. Obowiązkowe krajowe cele ogólne składają się na założony 20% udział energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto we Wspólnocie. Dla Polski cel ten został ustalony na poziomie 15%. Według danych GUS, cel ten został osiągnięty w 2021 r. – wskaźnik udziału energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii brutto wyniósł 15,62% [2].
Obecnie na terenie Polski produkcja zielonej energii opiera się głównie na biopaliwach (około 69%). Oprócz nich stosunkowo duży udział ma energetyka wiatrowa (10,9%). Zdecydowanie mniej energii wytwarza się przy użyciu słońca (3,31%), pomp ciepła (2,89%), biogazu (2,49%), energii wody (1,57%), spalania odpadów komunalnych (1,16%). Śladowe ilości zaś stanowi energia pozyskiwana ze źródeł geotermalnych (0,22%) [2] (rys. 1.).
Rys. 1. Struktura pozyskania energii ze źródeł odnawialnych w Polsce wg nośników w latach 2018–2021 [2]
Typy magazynów energii
Obecnie dostępnych jest wiele technologii magazynowania energii, a kolejne znajdują się w fazie badań i rozwoju. Do magazynów energii należy zaliczyć m.in.: elektrownie szczytowo-pompowe (PHS), pneumatyczne magazyny energii (CAES), magazynowanie ciekłego powietrza (LAES), kinematyczne magazyny energii (FES), ogniwa elektrochemiczne (BES) oraz ogniwa przepływowe (VRFB), superkondensatory (UC), cewki nadprzewodzące (SMES), ogniwa paliwowe, m.in. wodorowe (H2), systemy magazynowania energii cieplnej, do których zaliczane są materiały zmiennofazowe i stopione sole (PCM/MS) oraz zasobniki ciepła (TES) [3].
Elektrownie szczytowo-pompowe
W elektrowniach szczytowo-pompowych energia elektryczna (w okresach nadmiaru produkcji w stosunku do zapotrzebowania) zamieniana jest na energię potencjalną wody przepompowywanej z dolnego do górnego zbiornika, a następnie (w okresach szczytu obciążenia) energia masy wody zamieniana jest w hydrogeneratorze na energię elektryczną. W systemach tych magazynowane są bardzo duże energie, możliwe są pobory dużych mocy (od dziesiątek do setek MW), a czasy ładowania-rozładowania są rzędu godzin lub dni. Osiągają sprawności około 80%, a czas ich eksploatacji szacowany jest na 30–50 lat. Możliwości ich zastosowania silnie zależą od warunków hydrogeologicznych terenu. Są bardzo kosztownymi przedsięwzięciami [3, 4]. Wykorzystywane są w celach optymalizacji zarządzania energią w systemach elektroenergetycznych.
Pneumatyczne magazyny energii
W systemach tych energia magazynowana jest pod postacią sprężonego gazu (powietrza – przy ciśnieniu do około 100 atm.), a następnie przetwarzana na energię elektryczną (przy pomocy generatorów oraz przekształtników energoelektronicznych). Wykorzystanie zasobników ze sprężonym powietrzem jest uzależnione od istnienia naturalnych zbiorników podziemnych (jaskinie, kopalnie, groty) o odpowiedniej szczelności. Umożliwiają gromadzenie bardzo dużych energii i eksploatację przy dużych zmianach poboru mocy. Sprawności w nich są rzędu 60–80%, a trwałość około 20–40 lat. Mankamentem są silne wzajemne zależności ciśnienia i temperatury. Rozpatrywane są jako alternatywa dla elektrowni szczytowo-pompowych w systemach elektroenergetycznych [3, 4].
Magazynowanie ciekłego powietrza
LAES (ang. liquid air energy storage) to kriogeniczny system magazynowania energii. Powietrze otoczenia jest zasysane do instalacji, sprężane, a następnie schładzane do temperatury –196°C i umieszczane w izolowanych zbiornikach niskociśnieniowych. W takich warunkach zmienia ono stan skupienia, stając się cieczą. Pod tą postacią wywiera o wiele niższe ciśnienie na ścianki zbiornika. Dodatkowo ciekły stan skupienia pozwala na tej samej objętości zmagazynować go znacznie więcej, niż gdyby było przetrzymywane w postaci gazu. Schłodzone powietrze można przechowywać przez wiele godzin, a nawet dni. Podczas niedoborów energii magazyn przetłacza część skroplonego powietrza do kolejnej komory, gdzie jest ono podgrzewane w taki sposób, że szybko się rozszerza. Nagły wzrost objętości napędza turbinę do wytwarzania energii elektrycznej [3]. Zaletą tej technologii jest niski koszt przechowywania energii w jednostce czasu. Magazyn LAES będzie w stanie funkcjonować przez ponad 40 lat. Ponadto magazyn w technologii LAES zajmuje znacznie mniej miejsca i może powstać na dowolnym obszarze. Pierwszy z nich powstał w 2011 r. w Londynie, a następnie przeniesiony został na teren Uniwersytetu w Birmingham. Jest to układ badawczy o mocy 350 kW i pojemności 2,5 MWh. Drugi układ ma moc 5 MW i pojemność 15 MWh, został wybudowany w 2018 r. w Bury w pobliżu Manchesteru w Wielkiej Brytanii, i jest to obecnie największy układ LAES na świecie [3].
Kinetyczne zasobniki energii
W kinetycznych magazynach energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną i gromadzona w ruchu obrotowym masywnych wirników. Wirujące koło zamachowe pobiera energię elektryczną w celu nadania oraz utrzymania swojej prędkości kątowej, a następnie (w okresach intensywnego zapotrzebowania na energię bądź przerw w zasilaniu) zgromadzona w kole energia mechaniczna zamieniana jest na energię elektryczną o określonych parametrach (przy wykorzystaniu generatorów i przekształtników energoelektronicznych) [4]. Stosuje się układy wolnoobrotowe (do 10 000 obr./min) oraz szybkoobrotowe (do 100 000 obr./min). W rozwiązaniach szybkoobrotowych wykorzystywany jest wirnik kompozytowy, wirujący w próżni na łożyskach magnetycznych. Posiadają one bardzo duże gęstości mocy, natomiast mniejsze gęstości energii. Charakteryzują się wysokimi sprawnościami (przekraczającymi 90%) oraz zadowalającymi trwałościami (czas eksploatacji rzędu 20 lat), lecz jednocześnie dużą kosztochłonnością [4].
Ogniwa elektrochemiczne
W akumulatorach (czyli wtórnych ogniwach elektrochemicznych) energia elektryczna jest gromadzona w postaci energii chemicznej, przy czym elektrody i elektrolit biorą udział w zachodzących reakcjach chemicznych, co skutkuje zmianami parametrów technicznych oraz ograniczeniem trwałości akumulatorów. Stosowane są różne konstrukcje wtórnych ogniw elektrochemicznych, wśród których można wymienić akumulatory [4]: kwasowo-ołowiowe, sodowo-siarkowe (charakteryzują się dużą sprawnością, wysoką gęstością mocy, dużą gęstością energii, ale są drogie technologicznie oraz wymagają wysokiej temperatury pracy), litowo-jonowe oraz litowo-polimerowe (duże: gęstości mocy, gęstości energii i sprawności, drogie technologie, trudności eksploatacyjne), cynkowo-bromowe (duże gęstości mocy i energii, kosztowne eksploatacyjnie, zawierają toksyczne i łatwo korodujące materiały), wanadowe (duże gęstości mocy i energii, kosztochłonne technologie, trudna standaryzacja, przeznaczone do dużych aplikacji), niklowo-kadmowe oraz niklowo-metalowo-wodorkowe (duże odporności mechaniczne, długi czas eksploatacji, duża gęstość energii, droga technologia, zawartość materiałów toksycznych) [4].
Ogniwa przepływowe (VRFB)
W akumulatorze przepływowym ogniwo jest ładowane za pośrednictwem odwracalnej reakcji chemicznej pomiędzy dwoma ciekłymi elektrolitami. Elektrolity te nie są zmagazynowane w ogniwie akumulatora, jak w konwencjonalnym akumulatorze, lecz w oddzielnych zbiornikach. W czasie działania akumulatora elektrolity są pompowane poprzez reaktor elektrochemiczny, w którym zachodzi reakcja redoks (utleniania-redukcji) i energia chemiczna jest zamieniana na energię elektryczną. Dzięki magazynowaniu elektrolitów na zewnątrz ogniwa, parametry akumulatora są elastyczne; moc i ilość magazynowanej energii mogą być dobierane oddzielnie. Zwiększanie ilości elektrolitów lub ich wymiana są bardzo łatwe. Ponadto projektowane ogniwo może być optymalizowane ze względu na wymaganą moc znamionową, gdyż nie zależy ona od ilości użytego elektrolitu [3, 5].
Ogniwa paliwowe
Ogniwa paliwowe są urządzeniami generującymi energię elektryczną w wyniku zachodzenia elektrochemicznej reakcji utleniania dostarczanego z zewnątrz paliwa (nie występuje w nich gromadzenie energii). Są ogniwami galwanicznymi, w których paliwo (wodór w stanie czystym lub w mieszaninie) jest dostarczane w sposób ciągły do anody, a utleniacz (tlen w stanie czystym lub mieszaninie – powietrze) doprowadzany jest w sposób ciągły do katody. W procesie wytwarzania energii nie zachodzą zmiany chemicznej natury elektrod oraz wykorzystywanych elektrolitów. W efekcie elektrochemicznej reakcji wodoru oraz tlenu powstaje energia elektryczna, woda i ciepło. Wyróżnić można wiele typów ogniw paliwowych, różniących się między sobą konstrukcją, temperaturą pracy (80–1000°C), rodzajem elektrolitu i katalizatorów czy materiałem elektrod. Są źródłami ekologicznymi i cichymi podczas pracy, cechują się krótkim czasem uruchamiania i szybką reakcją na zmiany obciążenia. Osiągają sprawności rzędu 40–60%, mają dużą gęstość energii, uzyskiwane są mniejsze moce (do MW), a szacowany czas nieprzerwanej eksploatacji wynosi od kilkuset do 10 tys. godzin. Mankamentami w ich wykorzystaniu są bardzo wysokie koszty technologiczne i materiałowe, trudności w produkcji i przechowywaniu wodoru oraz wrażliwość na zanieczyszczenia [4]. Rozpatrywane są jako jedne z najbardziej przyszłościowych źródeł energii elektrycznej.
Superkondensatory
Superkondensatory (nazywane również ultrakondensatorami) są specyficznej budowy kondensatorami elektrolitycznymi [4]. Funkcjonowanie ich polega na gromadzeniu ładunków elektrycznych w obrębie podwójnej warstwy elektrycznej (Electric Double Layer – EDL), która powstaje na granicy ośrodków elektroda – elektrolit.
Wykorzystując zaawansowane nanotechnologie, elektrody produkuje się w postaci wielościennych nanorurek węglowych, dzięki czemu osiąga się ich olbrzymie powierzchnie właściwe (przekraczające nawet 2000 m2 na jeden gram elektrody), a dzięki temu również ogromne pojemności. Jako substancje elektrolityczne stosowane są elektrolity organiczne (przy których zastosowaniu uzyskuje się wyższe wartości napięć pracy – rzędu 2,7–2,8 V – dzięki czemu osiąga się wyższe gęstości energii) bądź elektrolity wodne (napięcie pracy jest w nich ograniczone do wartości 0,7–0,8 V w celu uniknięcia elektrolizy).
Superkondensatory charakteryzują się bardzo dużą pojemnością elektryczną (nawet rzędu kilku tysięcy faradów), gęstością energii (zdolnością magazynowania energii) rzędu 10 Wh/kg, bardzo dużą gęstością mocy (możliwością poboru dużych energii w krótkim czasie, a zatem ładowania i rozładowywania dużymi prądami, czyli uzyskania szybkiej wymiany ładunku) – kształtującą się nawet na poziomie 10 000 W/kg, małą wartością rezystancji wewnętrznej (osiągającą wartości poniżej 0,3 mΩ), a zatem małymi wewnętrznymi stratami energetycznymi, wysoką sprawnością (przekraczającą nawet 95%), bardzo dużą trwałością (zarówno wyrażaną w postaci czasu eksploatacji, szacowanego na 20 lat, jak i liczby cykli ładowania–rozładowania wynoszącej około 1 000 000), krótkimi czasami uzupełniania energii (rzędu kilku minut), możliwością pracy w szerokim zakresie temperatur (od –40°C do 65°C), niewielką degradacją własności użytkowych przy wielokrotnym ładowaniu i rozładowaniu oraz małą szkodliwością dla środowiska [4].
Cewki nadprzewodzące (SMES)
Podstawą funkcjonowania tej grupy magazynów energii jest gromadzenie energii w polu magnetycznym cewek indukcyjnych wykonanych z nadprzewodników. W systemach tych mogą być stosowane bardzo duże wartości prądu (rzędu kA), ponieważ praca ich odbywa się w bardzo niskich temperaturach (poniżej temperatury ciekłego azotu), dzięki czemu straty mocy w uzwojeniu są znikome. Charakteryzują się bardzo dużymi sprawnościami (dochodzącymi do 95%), dużymi przewidywanymi czasami eksploatacji (do 30 lat), zdolne są do przenoszenia dużych mocy (rzędu MW), ale posiadają małe gęstości energii. W praktyce wykorzystywane są rzadko – z powodu wysokich kosztów elementów nadprzewodnikowych oraz chłodzenia (niezbędnego do ich funkcjonowania) [4].
Zasobniki ciepła
Zasobniki ciepła, nazywane popularnie akumulatorami, dotychczas postrzegane są jako zbiorniki buforowe, współpracujące bezpośrednio ze źródłem ciepła w systemie ciepłowniczym. Obecnie służą one do magazynowania ciepła i chłodu.
Rozróżnia się dwa typy akumulacji energii [6]:
- jawny, polegający na zmianie temperatury czynnika magazynującego ciepło – z ang. TES (Thermal Energy Storage),
- utajony, bazujący na zmianie fazy czynnika magazynującego ciepło (topnienie, parowanie, zmiana struktury itp.) – z ang. PCMs (Phase Change Materials).
Zagadnienie magazynowania ciepła jest problemem wieloaspektowym. Poza wyborem sposobu akumulacji i rodzaju czynnika magazynującego energię cieplną pozostaje problem konstrukcji zbiornika i jego usytuowania w systemie ciepłowniczym. Zasobniki rozproszone należą do grupy zasobników magazynujących ciepło w sposób jawny (TES). Oznacza to, że akumulacja odbywa się w stałej objętości wody i opiera się na różnicy temperatury. Najbardziej popularnym zasobnikiem typu PCMs, czyli magazynującym energię w sposób utajony, jest ten wykorzystujący zmianę fazy czynnika, w tym przypadku odparowanie wody [6].
Współpraca zasilacza UPS z zespołem prądotwórczym
Najistotniejszym zadaniem przy doborze zespołu prądotwórczego jest określenie jego mocy, w zależności od mocy zapotrzebowanej przez zasilane odbiorniki. Jej wartość należy oszacować drogą analityczną lub przeprowadzić pomiary tygodniowych obciążeń, na podstawie których można ustalić wartości szczytowych obciążeń danej sieci [7]. W przypadku zasilacza awaryjnego moc pobierana z sieci energetycznej jest większa od mocy znamionowej. Przy zastosowaniu zespołu prądotwórczego jego moc powinna być wyższa co najmniej o sprawność zasilacza UPS oraz o moc potrzebną do ładowania baterii akumulatorów. W przypadku zasilaczy True On-Line sprawność waha się w granicach od 80 do 97%, w zależności od wielkości urządzenia i zastosowanych podzespołów, a moc potrzebna do ładowania baterii akumulatorów może dochodzić do kilkunastu procent mocy zasilacza. W takim przypadku moc zespołu powinna być co najmniej równa mocy pobieranej przez UPS i powiększona o współczynnik przewymiarowania zespołu prądotwórczego. Jest to konsekwencją zniekształceń THDi wprowadzanych do sieci przez zasilacz oraz zależy od charakteru obciążeń odbiorników [7].
Uwzględnienie prądów rozruchowych oraz odkształconych przy doborze mocy zasilacza UPS jest niezbędne do jego poprawnego funkcjonowania. UPS o zbyt małej mocy, przeznaczony do zasilania odbiorników nieliniowych lub silników elektrycznych, przy wzroście obciążenia automatycznie przejdzie na by-pass zewnętrzny, co będzie skutkowało pozbawieniem układu zasilania funkcji napięcia gwarantowanego. Przy doborze zasilacza UPS należy również zwrócić uwagę na znamionowy współczynnik szczytu, który określa, o ile może zostać przekroczona chwilowa wartość szczytowa prądu w stosunku do rzeczywistej wartości skutecznej tego prądu. W produkowanych obecnie zasilaczach UPS współczynnik szczytu wynosi na ogół 3:1. Jeżeli wartość współczynnika szczytu w przebiegu prądu pobieranego z UPS-a przekroczy wartość znamionowego współczynnika szczytu, to mogą wystąpić zakłócenia w pracy zasilacza, łącznie z jego wyłączeniem [7].
Możliwości pracy przy limitach mocy
Rozwój rozproszonych, najczęściej odnawialnych źródeł energii i systemów magazynowania energii zmienia tradycyjny przepływ energii w systemach. W wielu przypadkach magazyn energii jest kluczowym elementem umożliwiającym powstanie klastra energii, mikrosieci czy lokalnego obszaru bilansowania [8]. Te terminy są często stosowane zamiennie dla wydzielonych logicznie sekcji systemu, zapewniających maksymalną samowystarczalność energetyczną. Ich efektywna praca jest uzależniona nie tylko od samego istnienia źródeł i magazynów, lecz także od zastosowania odpowiednich metod ich sterowania. We wszelkich mikrosystemach energetycznych kluczową warstwą są systemy zarządzania energią (ang. EMS – Energy Management System). Taki system obejmuje swoim zakresem przede wszystkim monitoring i możliwość sterowania zasobami energetycznymi. Poza oczywistą funkcją zarządzania ładowaniem i rozładowaniem magazyny energii mogą zapewniać także możliwość regulacji sterowalnych obciążeń, ograniczania mocy OZE w przypadku jej nadwyżki, utrzymania optymalnych warunków pracy źródeł spalinowych czy – przy zastosowaniu tych technik – zapewnienie pracy wyspowej (autonomicznej, bez podłączenia do systemu elektroenergetycznego). Możliwa jest również praca równoległa z siecią zasilającą po zsynchronizowaniu częstotliwości. Szczególnie istotne może stać się to w przypadku okresowych niedoborów energii elektrycznej, związanych z awariami lub ograniczeniami poboru energii elektrycznej [8].
Ograniczenia w poborze energii elektrycznej
Podstawą prawną wprowadzania przez Operatora Systemu Przesyłowego (OSP) ograniczeń w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej jest art. 11c ust. 2 pkt 2 Ustawy z dnia 10 kwietnia 1997 r. – Prawo energetyczne (Dz.U. 2022 poz. 1385 z późniejszymi zmianami). Przywołany przepis stanowi, że w przypadku powstania zagrożenia bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej, OSP – po wyczerpaniu wszelkich możliwych działań mających na celu usunięcie tego zagrożenia i zapobieżenia jego negatywnym skutkom – może wprowadzić ograniczenia w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej na terytorium RP lub jej części – do czasu wejścia w życie rozporządzenia Rady Ministrów wprowadzającego takie ograniczenia, lecz nie dłużej niż na okres 72 godzin [9].
Przepisy tego rozporządzenia zawierają zakazy/wyłączenia przedmiotowe stosowania ograniczeń. Ograniczenia nie dotyczą odbiorców o mocy umownej poniżej 300 kW oraz obiektów [9]:
- ratownictwa medycznego i szpitali,
- wymienionych w przepisach wydanych na podstawie art. 6 ust. 2 pkt 4 Ustawy z dnia 21 listopada 1967 r. o powszechnym obowiązku obrony Rzeczypospolitej Polskiej (Dz.U. z 2021 r. poz. 372 i 1728),
- wykorzystywanych do nadawania programów radiowych i telewizyjnych o zasięgu ogólnokrajowym, zapewnienia przewozu lotniczego, transportu kolejowego i publicznego transportu zbiorowego, wydobywania paliw kopalnych ze złóż, ich przeróbki oraz dostarczania do odbiorców, w tym wydobywania,
- wykorzystywanych do przesyłania lub dystrybucji paliw gazowych, realizacji zadań wpływających w sposób istotny na spełnianie wymagań w zakresie ochrony środowiska, w tym odprowadzania i oczyszczania ścieków w zakresie zbiorowego odprowadzania ścieków, wytwarzania, przesyłania lub dystrybucji energii elektrycznej lub ciepła,
- infrastruktury krytycznej.
Szczegółowy katalog podmiotów chronionych przed ograniczeniami został wymieniony w par. 6 ust. 1 Rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 8 listopada 2021 r. w sprawie szczegółowych zasad i trybu wprowadzania ograniczeń w sprzedaży paliw stałych oraz w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej lub ciepła (Dz.U. z 2021 r. poz. 2209). Wyłączenie ze stosowania ograniczeń może mieć miejsce jedynie w przypadkach określonych powyżej. Jeżeli zachodzą przesłanki do zastosowania wyłączenia, to powinno to być uwzględnione w planach wprowadzania ograniczeń w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej opracowywanych przez właściwego operatora, do sieci którego przedsiębiorstwo jest przyłączone [9].
Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A. (PSE S.A.) na bieżąco monitorują pracę krajowego systemu elektroenergetycznego oraz zależnie od sytuacji w systemie mogą określić wymagane stopnie zasilania. W przypadku wprowadzenia stopni zasilania, OSP dokłada starań, by ograniczenia w realizacji dostaw energii do odbiorców były możliwie jak najmniejsze. Działania OSP mają na celu przede wszystkim zapewnienie, by nie nastąpiła poważna awaria systemowa i zupełny brak dostaw energii w części lub całości kraju, co spowodowałoby katastrofalne straty dla całej gospodarki.
Komunikaty radiowe określające stopnie zasilania dla poszczególnych stref doby oraz obszar obowiązywania ograniczeń są nadawane codziennie (w czasie obowiązywania ograniczeń) na antenie Programu 1 Polskiego Radia o godz. 7:55 oraz o godz. 19:55, a także sukcesywnie na stronie www OSP (www.pse.pl). Operatorzy systemów dystrybucyjnych elektroenergetycznych indywidualnie powiadamiają odbiorców przyłączonych do sieci dystrybucyjnej o wprowadzeniu ograniczeń w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej oraz o wprowadzeniu – w trakcie trwania ograniczeń w dostarczaniu i poborze energii elektrycznej – innych stopni zasilania niż stopnie zasilania ogłoszone w komunikatach radiowych, przesyłając wiadomość tekstową na adres poczty elektronicznej lub na numer telefonu wskazany przez odbiorcę w umowach.
Powiadomienia o zmianie wprowadzonych stopni zasilania innych niż stopnie zasilania ogłoszone w komunikatach radiowych operatorzy zamieszczają również na swoich stronach internetowych. Powiadomienia te są stosowane przez odbiorcę w pierwszej kolejności w stosunku do powiadomień ogłaszanych w komunikatach radiowych. Stosowne komunikaty aktualizujące zamieszczane są również na stronie www operatora.
Podsumowanie
Dostawcy energii próbują jak najprecyzyjniej zaspokajać nieustannie zmieniające się wymagania dotyczące dostaw energii i popytu na nią. Jednak czynniki zewnętrzne, takie jak pogoda, która wpływa na produkcję energii z wiatru i słońca, zdarzające się awarie oraz potrzeby klientów indywidualnych i przemysłowych (ze zmianami szczytowego zapotrzebowania) sprawiają, że przewidywanie wymagań staje się wyzwaniem. W przypadku wystąpienia niedoborów w dostawach energii elektrycznej rozwiązaniem mogą być rozwiązania hybrydowe, gdzie obiekt zasilany jest jednocześnie z kilku źródeł, w tym sieci elektroenergetycznej.
Rys. 1. Struktura pozyskania energii ze źródeł odnawialnych w Polsce wg nośników w latach 2018–2021 [2]
ABSTRACT
Guaranteed Power Supply During Power Shortages
The article discusses selected methods of electricity storage and the structure of obtaining energy from renewable sources in Poland. It draws attention to the power supply of consumers from several sources, including the power grid (hybrid systems), during periods of energy shortages.
Keywords: guaranteed power supply, renewable energy sources, energy storage facilities, the structure of obtaining energy from renewable energy sources.
STRESZCZENIE
Artykuł omawia wybrane sposoby magazynowania energii elektrycznej oraz strukturę pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w Polsce. Zwraca uwagę na zasilanie odbiorców z kilku źródeł, w tym z sieci elektroenergetycznej (układy hybrydowe), w okresach niedoborów energii.
Literatura
- M. Ruszel, S. Podmiotko, Bezpieczeństwo energetyczne Polski i Europy. Uwarunkowania – wyzwania – innowacje, Instytut Polityki Energetycznej im. I. Łukasiewicza, Rzeszów, 2019.
- Energia ze źródeł odnawialnych w 2021 roku, Analizy statystyczne GUS, 10.01.2023.
- A. Chmielewski, J. Kupecki, Ł. Szabłowski, K.J. Fijałkowski, J. Zawieska, K. Bogdziński, Dostępne i przyszłe formy magazynowania energii, WWF Polska, Warszawa, 2020.
- K. Bednarek, L. Kasprzyk, Zasobniki energii w systemach elektrycznych, część I – charakterystyka problemu, Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering, 2012, nr 69, s. 199–207.
- https://leonardo-energy.pl/white_papers/akumulatory-przeplywowe-zobacz-raport/ (dostęp 23.05.2023).
- https://nowoczesnecieplownictwo.pl/magazynowanie-ciepla-w-zasobnikach/(dostęp 28.05.2023).
- K. Kuczyński, Zastosowanie zasilaczy UPS i zespołów prądotwórczych w centrach przetwarzania danych – analiza niezawodności, „elektro.info” 5/2020.
- K. Rafał, P. Grabowski, ACADEMIA – magazyn Polskiej Akademii Nauk, 2021, nr 1(65) Energetyka; s. 34–40, DOI: 10.24425/academiaPAN.2021.136844.
- www.pse.pl/jak-funkcjonuje-krajowy-system-elektroenergetyczny/stopnie-zasilania (dostęp 28.05.2023).
