Τρίτο ενημερωτικό δελτίο PV-ESTIA
|
|
|
H αυξανόμενη διείσδυση των φωτοβολταϊκών (ΦΒ) συστημάτων στο ενεργειακό προφίλ παίζει σημαντικό ρόλο στην επίτευξη των στόχων για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) για το 2020 και μετέπειτα. Ωστόσο, αυτό δεν επιτυγχάνεται πάντα ομαλά. Τα ΦΒ είναι συνδεδεμένα σε δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στους καταναλωτές, και όχι για να φιλοξενούν συστήματα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Για αυτόν τον λόγο, προκύπτουν διάφορα τεχνικά προβλήματα που δημιουργούν εμπόδια στην περαιτέρω διείσδυση των ΦΒ και την ανάγκη σημαντικών επενδύσεων στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Υπάρχει λοιπόν σοβαρός κίνδυνος, παρά τη μείωση της τιμής παραγωγής ενέργειας από ΦΒ, να υπάρξει στασιμότητα στη διείσδυση των ΦΒ συστημάτων.
|
|
|
|
|
Το έργο χρηματοδοτείται από το πρόγραμμα διακρατικής συνεργασίας Interreg V-B "Balkan-Mediterranean 2014-2020" και συγχρηματοδοτείται από εθνικούς πόρους.
|
|
|
Κύριος στόχος
- Να ενισχύσει την ενσωμάτωση ΦΒ και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας (ΣΑΕ) σε κτιριακές εγκαταστάσεις.
Γιατί;
- Για να μετασχηματιστούν τα κτίρια σε ελεγχόμενες ενεργειακές πηγές·
- Για να διευκολυνθεί η μετάβαση στα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας·
- Για να παρέχεται ευελιξία στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας.
Πώς;
- Mέσω της εφαρμογής πιλοτικών συστημάτων ΦΒ και ΣΑΕ στις χώρες που συμμετέχουν στο έργο·
- Mέσω της ανάλυσης δεδομένων από τις πιλοτικές εγκαταστάσεις συστημάτων ΦΒ και ΣΑΕ·
- Mέσω της ανάπτυξης ενός καινοτόμου σχήματος διαχείρισης υβριδικών συστημάτων ΦΒ+ΣΑΕ.
|
|
|
Μεθοδολογία
- Ανάλυση υφιστάμενων πολιτικών και κανονιστικών πλαισίων των συμμετεχόντων χωρών·
- Ανάπτυξη ενός καινοτόμου σχήματος διαχείρισης υβριδικών συστημάτων ΦΒ+ΣΑΕ·
- Ανάπτυξη εργαλείων βελτιστοποίησης για την αξιολόγηση της απόδοσης υβριδικών συστημάτων ΦΒ+ΣΑΕ σε διαφορετικές πολιτικές τιμολόγησης ηλεκτρικής ενέργειας·
- Υλοποίηση πιλοτικών εγκαταστάσεων για την αξιολόγηση των υβριδικών συστημάτων ΦΒ+ΣΑΕ κάτω από πραγματικές συνθήκες.
|
|
|
|
Η ΠΑΡΟΥΣΑ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ
|
|
|
|
Οι πιλοτικές εγκαταστάσεις ΦΒ+ΣΑΕ του PV-ESTIA
|
|
|
ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, ΕΛΛΑΔΑ
Εγκατάσταση ΦΒ συστήματος ισχύος 15 kWp, σε συνδυασμό με δύο υβριδικούς μετατροπείς συνολικής ισχύος 15 kW και μπαταρίες των 18 kWh στο κτίριο της Επιτροπής Ερευνών του ΑΠΘ.
|
|
ΚΟΖΑΝΗ, ΕΛΛΑΔΑ
Εγκατάσταση ΦΒ συστήματος ισχύος 20 kWp σε συνδυασμό με δύο υβριδικούς μετατροπείς (2x10 kW) και μπαταρίες LiFePO4 (10,24 kWh/μετατροπέα) είναι εγκατεστημένα σε ένα από τα κτίρια των φοιτητικών εστιών του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας.
|
|
ΛΕΥΚΩΣΙΑ, ΚΥΠΡΟΣ
- Δημόσια πιλοτική εγκατάσταση – υφιστάμενο ΦΒ σύστημα 12 kWp είναι συνδεδεμένο με ένα ΣΑΕ ιόντων-λιθίου 15 kW / 27.9 kWh.
- 5 πιλοτικές εφαρμογές κατοικιών – 2,5 kW / 9,3 kWh μπαταρίες ιόντων-λιθίου ενσωματώθηκαν σε υπάρχοντα ΦΒ συστήματα 3 kW σε κάθε εγκατάσταση, στην ευρύτερη περιοχή της Λευκωσίας.
|
|
ΦΙΛΙΠΠΟΥΠΟΛΗ, ΒΟΥΛΓΑΡΙΑ
Εγκαταστάσεις ΦΒ συστημάτων 13.5 kWp και ΣΑΕ χωρητικότητας 48 kWh υλοποιήθηκαν συνολικά σε 5 ιδιοπαραγωγούς στην περιοχή της Φιλιππούπολης, κάθε μια από τις οποίες αποτελείται από:
- ΦΒ πλαίσια των 2.7 kWp + 9,6 kWh ΣΑΕ τεχνολογίας LiFePO4 + υβριδικοί μετατροπείς ισχύος 5 kW
|
|
ΣΚΟΠΙΑ, ΒΟΡΕΙΑ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ
Μπαταρία τεχνολογίας λιθίου τιτανίου (LTO) 7,7 kWh συνδεδεμένη με ένα ΦΒ σύστημα 10 kWp μέσω ενός υβριδικού μετατροπέα 10 kW (DC-σύζευξη) έχει εγκατασταθεί στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογιών Πληροφορικής.
|
|
|
Καινοτόμο σχήμα διαχείρισης υβριδικών συστημάτων ΦΒ+ΣΑΕ
|
|
|
|
Στα πλαίσια του έργου PV-ESTIA, υλοποιήθηκε και εξετάστηκε ένα καινοτόμο σχήμα διαχείρισης ΣΑΕ από την ερευνητική μονάδα ενεργειακής αειφορίας ΦΩΣ του Πανεπιστημίου Κύπρου.
Χρησιμοποιώντας ένα ΣΑΕ εργαστηριακής κλίμακας εξετάστηκαν αρκετές περιπτώσεις προσομοίωσης, οι οποίες επικεντρώθηκαν στη διαχείριση της μπαταρίας για την κάλυψη ηλεκτρικών και θερμικών φορτίων. Χρησιμοποιήθηκαν τυπικά προφίλ φορτίου από κατοικίες της Κύπρου, σύμφωνα με πραγματικά δεδομένα που συλλέχθηκαν, για την ανάπτυξη και τον έλεγχο των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης των τρόπων λειτουργίας ΣΑΕ.
Προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη αξιοποίηση της χωρητικότητας της μπαταρίας, θεωρήθηκε ένας έξυπνος μηχανισμός διαχείρισης του ΣΑΕ. Σύμφωνα με αυτόν, το ΣΑΕ μπορεί επίσης να φορτιστεί από την εκτός αιχμής ενέργεια που προσφέρεται από το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας (π.χ. κατά τη διάρκεια της νύχτας), καθώς και από την περίσσεια παραγωγή ΦΒ που είναι εγκατεστημένο στο κτίριο. Ως εκ τούτου, διερευνήθηκε επιπρόσθετα η διαχείριση του ΣΑΕ για τη βελτιστοποίηση της στάθμης φόρτισης κατά τη διάρκεια της νύχτας, λαμβάνοντας υπόψη την εποχικότητα, τη χωρητικότητα ενέργειας και την ισχύ του μετατροπέα ισχύος, ώστε να επιτευχθεί μεγαλύτερη αξιοποίηση του ΦΒ συστήματος αλλά και μείωση του λογαριασμού ηλεκτρικού ρεύματος στους τελικούς χρήστες.
Από τις εξεταζόμενες περιπτώσεις, προκύπτει το συμπέρασμα ότι ανάλογα με το μέγεθος της μπαταρίας και του μετατροπέα, η φόρτιση κατά τη διάρκεια της νύχτας μπορεί να οδηγήσει σε αποτελεσματικότερη χρήση του ΣΑΕ, προσφέροντας παράλληλα αυξημένη απόδοση του δικτύου.
|
|
|
|
Σχήμα 1: Πρότυπα φόρτισης ΣΑΕ για διαφορετικά επίπεδα φόρτισης και για διαφορετικές εποχές.
|
|
|
Μια βασική εργασία του έργου ήταν ο καθορισμός και η εφαρμογή της μεθόδου παρακολούθησης και καταγραφής δεδομένων για κάθε συμμετέχουσα χώρα. Οι εταίροι του έργου έχουν ορίσει ένα κοινό σύστημα παρακολούθησης και έχουν καθορίσει τα κριτήρια για την ανάλυση και αξιολόγηση των δεδομένων. Το έργο PV-ESTIA περιλαμβάνει δύο τύπους πιλοτικών εγκαταστάσεων: κατοικίες και δημόσια κτίρια.
Tο κοινό σύστημα παρακολούθησης βασίζεται στη συλλογή:
- (i) Ηλεκτρικών δεδομένων, όπως παραγωγή από ΦΒ, καταναλώσεις του κτιρίου και λειτουργία της μπαταρίας·
- (ii) Θερμικά δεδομένα, όπως εσωτερική και περιβαλλοντική θερμοκρασία, υγρασία και θερμική κατανάλωση ενέργειας· και
- (iii) Επιπρόσθετα δεδομένα, όπως ηλιακή ακτινοβολία, κατανάλωση άεργου ισχύος, άεργη ισχύς ΦΒ κ.λπ..
Με βάση τις εγγενείς προδιαγραφές των διαφόρων χωρών-εταίρων, κάθε πιλοτική εγκατάσταση χρησιμοποιείται για τη μέτρηση διαφορετικών προαιρετικών παραμέτρων. Τα συστήματα παρακολούθησης είναι ήδη εγκατεστημένα στη Βουλγαρία, την Κύπρο, την Ελλάδα και τη Βόρεια Μακεδονία. Τα δεδομένα που προκύπτουν από την παρακολούθηση θα διασαφηνίσουν τις επιδράσεις των διαφόρων συνθηκών στη λειτουργία των υβριδικών συστημάτων ΦΒ+ΣΑΕ και θα προσδιορίσουν το ρόλο τους στα Κτίρια Μηδενικής Κατανάλωσης.
- Λεπτομερή στοιχεία από την παρακολούθηση θα είναι διαθέσιμα στο επόμενο τεύχος του ενημερωτικού δελτίου PV-ESTIA.
|
|
Στα πλαίσια του προγράμματος PV-ESTIA έχει αναπτυχθεί ένα διαδικτυακό εργαλείο, το οποίο βοηθά στον σχεδιασμό συστημάτων ΦΒ και αποθήκευσης σε κτίρια. Το εργαλείο αυτό μπορεί να μοντελοποιήσει τη ζήτηση τόσο των θερμικών όσο και των ηλεκτρικών φορτίων του κτιρίου, με την απαίτηση ελάχιστων δεδομένων εισόδου από το χρήστη. Η μοντελοποίηση της ζήτησης των θερμικών φορτίων πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ωριαία μεθοδολογία κατά την τυποποίηση ISO 52016-01:2017. Η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας μοντελοποιείται χρησιμοποιώντας μια«από τη βάση προς τα πάνω» προσέγγιση κι ένα ερωτηματολόγιο (έρευνα χρόνου χρήσης). Ο χρήστης παρέχει δεδομένα εισόδου που σχετίζονται με τα κύρια στοιχεία του κτιρίου (όπως τον αριθμό παραθύρων, το αξιοποιήσιμο εμβαδόν, την τοποθεσία κ.λπ.), καθώς και με τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούνται οι συσκευές.
Τα δεδομένα εισόδου του εργαλείου εισάγονται μέσα από 6 οθόνες, μία για κάθε κατηγορία. Στην καρτέλα «General» («Γενικά») απαιτούνται βασικά δεδομένα σχετικά με την τοποθεσία του κτιρίου και το πλήθος των χρηστών του. Η καρτέλα «Load» («Φορτία») χωρίζεται στις υποκαρτέλες «Thermal» («Θερμικά»), όπου εισάγονται δεδομένα για τη μοντελοποίηση των θερμικών φορτίων, και «Electrical» («Ηλεκτρικά»), η οποία περιλαμβάνει και την έρευνα χρήσης. Στην καρτέλα «Components» («Στοιχεία») ο χρήστης θα πρέπει να εισάγει δεδομένα σχετικά με τις συσκευές του νοικοκυριού, καθώς και με τα συστήματα ΦΒ και μπαταρίας. Η καρτέλα «Electricity pricing» («Τιμολόγηση ηλεκτρικής ενέργειας») περιλαμβάνει την αναλυτική τιμολογιακή πολιτική, επιτρέποντας παράλληλα και τη χρήση χρονικών ζωνών, ενώ η καρτέλα «Energy Billing» («Χρεώσεις ενέργειας») περιλαμβάνει βασικές πληροφορίες σχετικά με την πολιτική που εφαρμόζεται στα συστήματα ΦΒ και μπαταρίας. Τέλος, η τελευταία καρτέλα απαιτεί την είσοδο βασικών οικονομικών δεδομένων.
Αφού εισαχθούν όλα τα απαραίτητα δεδομένα, εφαρμόζεται μία διαδικασία βελτιστοποίησης με στόχο την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους του παραγωγού-καταναλωτή, λαμβάνοντας υπόψιν το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και το κόστος εγκατάστασης ενός συστήματος ΦΒ και μπαταρίας. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν το βέλτιστο συνδυασμό μεγεθών ΦΒ και μπαταρίας για το υπό εξέταση κτίριο, ο οποίος αποδίδει το μεγαλύτερο όφελος στον παραγωγό-καταναλωτή.
|
|
Στα πλαίσια του προγράμματος, θα προταθούν ειδικές πολιτικές ανά χώρα για την προώθηση της αποθήκευσης ενέργειας σε κτίρια. Σε πρώτη φάση, έχει ολοκληρωθεί από το ΑΠΘ και τους εταίρους του προγράμματος η διερεύνηση για τους φραγμούς που θέτουν οι υπάρχουσες πολιτικές προώθησης ΑΠΕ στην περαιτέρω ενσωμάτωση ΦΒ και ΣΑΕ. Ανάμεσα στους πιο σημαντικούς περιορισμούς εντοπίζεται η έλλειψη νομοθετικού πλαισίου σχετικά με την εγκατάσταση συστημάτων αποθήκευσης σε κτίρια. Συγκεκριμένες τροποποιήσεις στις πολιτικές παροχής κινήτρων και στις τιμολογιακές πολιτικές πρόκειται να προταθούν, ώστε να διευκολύνουν την ενσωμάτωση της αποθήκευσης σε συνδυασμό με ΦΒ συστήματα.
Ένα σύνολο κοινών προτάσεων για πολιτικές θα δημιουργηθεί, έχοντας ως αναφορά τους κοινούς φραγμούς σχετικά με την περαιτέρω ενσωμάτωση ΦΒ και ΣΑΕ. Παραδείγματα τέτοιων φραγμών αποτελούν:
- Το πολύπλοκο νομοθετικό πλαίσιο, ή η απουσία νομοθεσίας σχετικά με τα ΣΑΕ
- Τα υπάρχοντα σχήματα παροχής κινήτρων που δεν προωθούν τα ΣΑΕ
- Η τιμολόγηση ηλεκτρικής ενέργειας με σταθερή τιμή
- Η απουσία αγοράς για επικουρικές υπηρεσίες που μπορούν να προσφερθούν από τα ΣΑΕ.
Τελικά πρόκειται να προταθεί ένα γενικό επιχειρηματικό μοντέλο για την αποθήκευση, το οποίο θα μπορούσε να υιοθετηθεί από τα κράτη όλων των εταίρων του προγράμματος.
|
|
|
|
Το έργο PV-ESTIA ανοίγει τον δρόμο για περισσότερα κτίρια μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας, για περισσότερες ΑΠΕ και βιωσιμότητα στην περιοχή της Βαλκανικής Μεσογείου.
Αν θέλετε να μάθετε τον τρόπο που το κάνουμε, δείτε το πρώτο μας video.
|
|
|
Δεύτερη διεθνής συνάντηση εργασίας του έργου PV-ESTIA
|
|
|
Η διεθνής συνάντηση εργασίας με θέμα «Για μια αποδοτική εφαρμογή της αποθήκευσης σε κτίρια – Εμπειρίες και καλές πρακτικές», διοργανώθηκε στο πλαίσιο του έργου PV-ESTIA, όπου το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης συγκέντρωσε ειδικούς στην ενέργεια από την αγορά και τα πανεπιστήμια, οι οποίοι μοιράστηκαν την εμπειρία τους σχετικά με την εφαρμογή συστημάτων αποθήκευσης σε κτίρια.
Τα κύρια θέματα της συνάντησης εργασίας ήταν:
- Η Ευρωπαϊκή εμπειρία, η έρευνα και οι προοπτικές για την αποθήκευση
- Υβριδικά συστήματα ΦΒ και Αποθήκευσης
- Η εμπειρία από το πρόγραμμα Interreg Balkan MED και την περιοχή της Βαλκανικής Μεσογείου
- Ανάπτυξη εργαλείων για μελλοντικά ευφυή ηλεκτρικά δίκτυα
Στο τέλος της συνάντησης εργασίας η συζήτηση που ακολούθησε απετέλεσε μια πλατφόρμα επικοινωνίας για τους 60 συμμετέχοντες. Ανάμεσα στους συμμετέχοντες βρέθηκαν ενδιαφερόμενοι από πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα, διαχειριστές συστημάτων διανομής, εταιρίες προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και υπεύθυνοι χάραξης πολιτικών και μηχανικοί.
|
|
|
Επιστημονικές Δημοσιεύσεις του PV-ESTIA
|
|
|
Συγκεντρώσαμε και παραθέτουμε όλες τις επιστημονικές δημοσιεύσεις του PV-ESTIA.
Μπορείτε να τις δείτε εδώ:
|
|
|
|
Δραστηριότητες διάδοσης και προώθησης του PV-ESTIA
|
|
|
|
|
Συναντήσεις εργασίας και άλλες εκδηλώσεις διάδοσης που είτε διοργανώθηκαν από την κοινοπραξία του PV-ESTIA, είτε οι εταίροι του συμμετείχαν παρουσιάζοντας το έργο, παρατίθενται παρακάτω
|
|
- BUA 2019 Conference – 5th Meeting of the Balkan Universities Association, 16-18 April 2019, Thessaloniki, Greece.
- Student’s Conference of Electrical and Computer Engineering (ESESCON 11), 19-21 April 2019, Thessaloniki, Greece.
- The 1st International Conference on Energy Transition in the Mediterranean Area (Synergy MED), 28-30 May 2019, Cagliari, Italy.
- A paper was presented in IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 9 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe) in Genoa (11th and 14th June 2019)
- 6th International Conference on Renewable Energy Sources & Energy Efficiency (RESEE 2018), Cyprus
- AT-SGIRES (Erasmus+ Project) Training Workshop on Smart Gird, Cyprus
- ERASMUS+ DIEGO workshop on Renewable Sources of Energy, Smart Grids and Enabling Technologies, Uruguay
- Cyprus Energy Agency and their partners visit at FOSS / PV Technology Lab, Cyprus
- 16th International Conference of Machines, Drives and Power Systems (ELMA) 2019 Conference, Bulgaria
- 11th MAKO CIGRE Conference, Ohrid, North Macedonia
- 15th EE&RES Exhibition, 16-18 April, Sofia, 2019,Bulgaria
- Second National NZEB conference, 30th May - 1st June, Burgas, Bulgaria
- Mentoring smart finance for private buildings under the PROSPECT project, Plovdiv, Bulgaria
- 10th Energy Planning and Modelling of Energy Systems (EPMES), 12-13 December, Skopje, North Macedonia
|
|
Aristotle University of Thessaloniki - Department of Electrical & Computer Engineering
|
|
University of Western Macedonia
|
|
|
University of Cyprus - Foss Research Centre For Sustainable Energy
|
|
Energy Agency of Plovdiv
|
|
|
Ss Cyril and Methodius University in Skopje
|
|
|
OBSERVER PARTNER:
Ministry of Environment and Energy - Directorate for Renewables and Electricity
|
|
OBSERVER PARTNER:
EVN Electricity Distribution LLC Skopje
|
|
|
|
|
|
