Tworzymy innowacje w projekcie “Magazynowanie Ciepła i Chłodu” NCBiR – cz.2
W czerwcu 2022 roku informowaliśmy o realizowanym przez nas nowym Projekcie Badawczo-Rozwojowym. Jego efektem ma być opracowanie optymalnego energetycznie i ekonomicznie systemu dostarczania ciepła i chłodu do budynków, obejmującego technologię magazynowania nadwyżkowej energii produkowanej przez instalację fotowoltaiczną.
Pisałem o założeniach tego przedsięwzięcia tutaj: Tworzymy innowacje w projekcie “Magazynowanie Ciepła i Chłodu” NCBiR.
Jak nasz projekt się rozwija? Mamy sporo nowych informacji, którymi możemy się podzielić.
Rośnie moc OZE – czy już teraz jest jej za dużo?
Minął bardzo trudny sezon grzewczy, w którym wszyscy – właściciele budynków, mieszkańcy, producenci i dostawcy ciepła – musieli zmierzyć się z realnym kryzysem paliwowym, ogromnym wzrostem kosztów produkcji energii elektrycznej i ciepła oraz oczywiście gwałtownym wzrostem cen dla odbiorców końcowych.
Sytuacja na rynku ciepła i energii elektrycznej, z którą mamy do czynienia w ostatnich dwóch latach, przyspieszyła rozwój sektora OZE w Polsce, szczególnie jeśli chodzi o fotowoltaikę, zarówno prosumencką, jak i profesjonalne farmy PV. W zamrażarce z powodów politycznych czeka od lat lądowa energetyka wiatrowa. Bardzo zauważalny już obecnie wzrost mocy zainstalowanej w OZE nieuchronnie będzie więc jeszcze bardziej widoczny.
Są jednak pewne granice wydolności systemu elektroenergetycznego i bez znaczących inwestycji trudno będzie właściwie wykorzystać cały dostępny potencjał instalacji OZE. Wyłączenia instalacji prosumenckich nie są rzadkością w wielu miejscach, ale - co ciekawe - dopiero drugi raz w historii dokładnie wczoraj mieliśmy do czynienia z następującą sytuacją i formalnym komunikatem PSE (za Gazeta.pl):
„23 kwietnia 2023 r. w systemie elektroenergetycznym występuje nadwyżka podaży energii elektrycznej w stosunku do zapotrzebowania. Jej przyczyną jest wysoka produkcja energii przez źródła OZE w związku ze sprzyjającymi warunkami pogodowymi, przy jednocześnie niskim zapotrzebowaniu na energię ze względu na dzień wolny od pracy” - informują Polskie Sieci Elektroenergetyczne (PSE) w komunikacie. PSE ogłosiły zagrożenie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej z powodu potrzeby sięgnięcia po redukcję generacji źródeł OZE przyłączonych do średniego napięcia. Taka redukcja jest możliwa dopiero po ogłoszeniu zagrożenia.
Jednocześnie w dniu 21 kwietnia 2023 można było zauważyć równie ciekawą informację (za energia.RP.pl):
„Wytwórcy prądu dopłacają klientom za dodatkową konsumpcję energii. Na giełdzie Epex Spot w Amsterdamie cena była cały dzień minusowa. Maksymalnie spadła do minus 739,96 euro za MWh. Wszystko dzięki OZE”.
Jak spożytkować nadwyżkę mocy?
Należy więc pilnie przemodelować układ, który funkcjonuje obecnie, ponieważ coraz częściej będziemy mieli do czynienia z podobnymi komunikatami i realnym odcinaniem instalacji OZE od systemu. Albo w kolejnym etapie zmiany systemu rozliczeń od 1 lipca 2024 roku prosumenci będą sprzedawać nadwyżkę energii do sieci za bezcen. To oczywiste straty dla właścicieli instalacji.
Jednym ze sposobów wyeliminowania opisanych problemów jest szybkie wdrożenie różnych technologii, pozwalających na krótko- i długookresowe magazynowanie nadwyżek produkcji energii z instalacji OZE. Bardzo ważne jest również przeniesienie, poprzez magazyny ciepła, nadwyżki produkcji energii z OZE na godziny konsumpcji. W szczególności dotyczy to fotowoltaiki. Pozwoli to w większym stopniu wykorzystywać potencjał instalacji OZE lub niską cenę energii na rynku w danym okresie, aby wyprodukować ciepło lub chłód dla własnych potrzeb.
Bezdyskusyjna jest potrzeba pilnego odejścia od wykorzystania paliw kopalnych dla ogrzewania budynków. Obok podnoszonych od lat aspektów związanych z niską emisją, decydującą wagę ma obecnie koszt produkcji ciepła, stąd dynamiczny wzrost sprzedaży w segmencie budynkowych pomp ciepła. Niestety, pompy ciepła, choć niewątpliwie mają zalety, stanowią również wyzwanie dla systemu energetycznego. Nie tylko z uwagi na znaczący wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w okresie zimowego deficytu produkcji z PV, ale również na ich pracę w szczycie wieczornym poboru ciepłej wody użytkowej.
Dodatkowym bodźcem dla rozwoju technologii magazynowania są z pewnością takie aspekty, jak ekologia, samowystarczalność czy bezpieczeństwo, rozumiane jako większa stabilność i odporność rozproszonych układów energetycznych na akty terroru gospodarczego czy działania wojenne.
ThermOS – nasza odpowiedź na potrzebę magazynowania ciepła
Cieszymy się ogromnie, że realizowany przez nas Projekt B+R odpowiada na te wyzwania. Zakończyliśmy właśnie Etap I przedsięwzięcia, w ramach którego powstały zarówno projekty, jak i fizyczne prototypy dwóch systemów o nazwie ThermOS. Jesteśmy obecnie po audycie zewnętrznym i oczekujemy na wyniki, więc nie możemy podzielić się jeszcze wieloma szczegółami. Ale już teraz chcemy zaprezentować nazwę i logo naszego układu magazynowania ciepła oraz przyjemną dla oka wizualizację, która zasadniczo nie odbiega od wyglądu jednej z wersji naszego magazynu ciepła.
Opracowane przez ConnectPoint rozwiązanie ThermOS zakłada wykonanie dwupoziomowego układu magazynowania ciepła, gdzie znane z rynku i powszechnie stosowane wewnętrzne bufory CO zostały uzupełnione o kolejny „stopień” magazynowania ciepła lub chłodu. W wyniku takiej koncepcji powstał układ rozszerzony o zewnętrzny magazyn ciepła i chłodu (ZMC), o pojemności wielokrotnie większej od pojemności bufora. Jest to magazyn typu Tank Thermal Energy Storage (TTES).
W chwili obecnej brakuje na rynku tego typu urządzeń, będących rozwiązaniem zbliżonym do dużych naziemnych akumulatorów ciepła stosowanych w systemach ciepłowniczych, oczywiście w skali „mikro”. Taki właśnie magazyn, który - według idei opracowanej koncepcji – będzie produktem seryjnym, prefabrykowanym, prostym w transporcie i montażu na terenie nieruchomości, pozwoli, naszym zdaniem, wypełnić lukę rynkową. Tym bardziej, iż widzimy także wiele innych możliwych zastosowań naszego magazynu, niż wskazane w Projekcie B+R.
Ale o tym napiszemy wkrótce.