Zapisz się na nasz newsletter i otrzymuj regularnie najświeższe informacje dotyczące Klastra 3x20 i OZE!
Kwiecień plecień, co przeplata... Tym razem oprócz pogody przeplótł bardzo ciekawe tematy oraz gości z różnych stron. Wiodącymi tematami spotkania był samochód elektryczny, smart grid i oświetlenie uliczne. Oprócz tego zaprezentowane zostały również ciekawe komunikaty dotyczące biogazowni i sterowania położeniem ogniwa fotowoltaicznego.
Czy można zabezpieczać taniej?
Biogazownia Państwa Bibiany i Grzegorza Pojdów zlokalizowana jest w miejscowości Studzionka, w województwie śląskim. Została wybudowana z uwagi na pozostałości, które są wytwarzane przy okazji hodowli kur (kurzyniec) i świń (gnojowica). Instalacja ma na celu wykorzystanie pozostałości do wytwarzania energii elektrycznej oraz poprawę jakości nawozu (gnojowica wykorzystywana jako nawóz ma pH ok. 4, po przefermentowaniu w biogazowni pH wynosi ok. 8-8.5, zatem nie zakwasza ona gleby). Moc instalacji to ok. 30 kW, a niebywałym sukcesem jest fakt, że powstała ona nakładami własnymi Państwa Pojdów. Nakłady te nie są bagatelne, bo wynoszą ok. 340 tys. PLN. Okazuje się, że poniesione do tej pory wydatki, nie obejmują wszystkiego, zostaje bowiem koszt przyłączenia do sieci elektroenergetycznej. Po zwróceniu się do firmy Vattenfall o warunki przyłączenia, a po ich otrzymaniu konsultacji tych warunków z biurami projektowymi okazało się, że koszt przyłączenia wyniesie 85 tys. PLN i jest to koszt minimalny, zatem trzeba się liczyć również z większą kwotą. Zatem minimalny nakład na przyłączenie do sieci stanowi 25% nakładów inwestycyjnych poniesionych na budowę biogazowni. Główny udział w koszcie przyłączenia do sieci ma układ telemechaniki. W tym miejscu rodzi się pytanie, czy układ taki jest potrzebny w instalacji o mocy 30 kW?Dodać należy, że warunki przyłączenia do sieci źródeł o mocy liczonej w kilowatach, czy też źródeł o mocy liczonej w megawatach, są takie same.
Grzegorz Pojda
W tej chwili w Polsce panuje bum na biogazownie o mocy przynajmniej 0,5 MW, u naszych zachodnich sąsiadów – Niemców również pracują duże instalacje, ale jest też wiele mniejszych. Firma, która dostarczyła Państwu Pojdom kogenerator do biogazowni, jest producentem kogeneratorów o mocy do 75 kW. Takich kogeneratorów pracuje dzisiaj w Niemczech 600, a w tym roku zacznie pracować kolejnych 200, co jest dowodem na to, że małe biogazownie cieszą się tam popularnością.
Państwo Pojdowie 11 marca wystosowali pisma do Urzędu Regulacji Energetyki, Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi, Ministerstwa Gospodarki, Vattenfall Warszawa i Vattenfall Gliwice, z zapytaniem o to, czy w tak małej instalacji konieczne są bardzo wysokie nakłady na układ telemechaniki. Do tej pory odpowiedzi w tej sprawie nie otrzymali. Odpowiedź jednak paść musi, bo fakt, że instalacji takich, jak ta zlokalizowana w Studzionce, jest jeszcze w Polsce niewiele, nie oznacza wcale, że nie będą one powstawać. Zatem instytucje i w/w firmy będą musiały się w z tym tematem w końcu zmierzyć. Również polski przemysł będzie się musiał zmierzyć z tematem mikrobiogazowni, a konkretnie z tematem urządzeń, które wchodzą w skład mikrobiogazowni, gdyż w tej chwili technologie dostarczają nam Niemcy, ale czy tak musi być już zawsze?
Zatem mikrobiogazownie stoją przed dwoma problemami – kosztem przyłączenia do sieci oraz kosztem urządzeń sprowadzanych z zagranicy. Wprowadzenie na rynek urządzeń polskiej marki może zająć kilka lat, ale jest wykonalne. Natomiast obniżenie ceny przyłączenia do sieci, to kwestia podjęcia odpowiedniej decyzji, zwłaszcza, że kiedyś radzono sobie dobrze bez układów telemechaniki, więc dlaczego teraz miało by być inaczej? Zatem decyzję można podjąć już, ale czy w Polsce jest to wykonalne?
Liczniki, z którymi trzeba się liczyć
Smart metering, to kompletna infrastruktura obejmująca urządzenia pomiarowe, liczniki, systemy komputerowe i procesy, przeznaczona do pozyskiwania danych o zużyciu oraz umożliwiająca oddziaływanie poprzez sterowanie tym zużyciem w sposób akceptowany przez społeczeństwo. Zatem inteligentne liczniki same nie tworzą smart meteringu, ale są jednym z jego elementów. Myśląc o smart meteringu powinniśmy mieć na uwadze takie funkcjonalności jak:
Smart metering nie dotyczy tylko pomiarów energii elektrycznej, ale jak zapewniał Pan Andrzej Korpol - Dyrektor ds. Sprzedaży Usług Dystrybucyjnych, Vattenfall Distribution Poland S.A., również pomiarów innych mediów np. wody lub gazu. Możliwa jest również komunikacja między różnymi licznikami.
Andrzej Korpol
Kolejnym elementem smart meteringu są sieci teletransmisyjne dzięki którym przekazywany jest sygnał od prosumenta do dostawcy mediów i odwrotnie. Pośrednikiem w tej komunikacji są serwery znajdujące się na wyjściu systemu. To one dostarczają zainteresowanym informacje dotyczące poszczególnych działań prosumentów.
Prawne podstawy wdrażania smart meteringu oparte są na realizacji III celu Pakietu 3x20 (zwiększenie efektywności energetycznej państw Unii Europejskiej do roku 2020). W prawie polskim natomiast jest to Krajowy plan poprawy efektywności. Regulacje te nie narzucają czasu w jakim ma być zainstalowany smart metering i nie wskazują konkretnie gdzie, mówią natomiast o zobowiązaniach, które mogą zostać wypełnione przy pomocy smart meteringu.
Projekty
Vattenfall ma już na swoim koncie zrealizowany projekt wdrożenia smart meteringu w Szwecji w latach 2003-2008 (dotyczył on 850 tys. odbiorców końcowych). Do realizacji tego projektu przyczyniły się trzy bodźce:
Smart metering został wprowadzony w trzech etapach, najpierw 110 tys. liczników, później 150 tys. i w końcu 590 tys. liczników. Na każdym etapie inny był dostawca liczników, co skutkowało tym, że w kolejnych etapach podnosiła się funkcjonalność liczników.
W trzecim etapie wdrażania liczników dane do koncentratora przekazywane były za pośrednictwem sieci PLC, a z koncentratora poprzez GPRS do systemu odczytowego i dalej. Na chwilę obecną ta metoda jest najbardziej efektywna gdyż uwzględnia warunki otoczenia. Zatem wszędzie tam, gdzie nie da się zastosować komunikacji GPRS stosuje się PLC.
Projekty w Polsce. Instalacja zdalnego opomiarowania dla klientów biznesowych i wszystkie punkty graniczne są w tej chwili w 100% opomiarowane. Opomiarowani są również klienci biznesowi w ok. 97%. Każdy klient może bezpłatnie uzyskać informacje dotyczące swojego zużycia energii, z czego w tej chwili korzysta zaledwie 10% klientów.
W przypadku klientów indywidualnych energia dostarczana im jest opomiarowana w 68% i odczytywana codziennie w interwałach godzinnych. Odczyt następuje głównie za pośrednictwem modułów GPRS. Zalety takiego odczytu to m.in.:
Plany:
Wykonanie pierwszego etapu planu dotyczącego smart meteringu na terenie Toszek – Pyskowice (ok. 12 tys. klientów), który przewiduje opomiarowanie, w roku 2011, wszystkich klientów indywidualnych licznikami typu smart, zakupienie liczników, systemu akwizycji, systemu zarządzania danymi. Spodziewany rezultat, to doświadczenia na wybranej grupie klientów.
Celem smart meteringu jest zwiększenie świadomości wykorzystania energii. Wprowadzenie inteligentnego opomiarowania daje również dystrybutorom energii elektrycznej możliwość wprowadzenia bodźców zachęcających prosumentów do oszczędzania lub do korzystania z energii wtedy, kiedy jest to korzystne dla systemu elektroenergetycznego, co w konsekwencji prowadzić ma do lepszego jego wykorzystania. Korzyści finansowe wynikające z zastosowania smart meteringu będą odczuwalne w takich obszarach jak:
Za przedstawione powyżej korzyści trzeba jednak zapłacić inwestując w infrastrukturę związaną ze smart meteringiem. Szacowany koszt wprowadzenia inteligentnego opomiarowania, to ok. 7 mln PLN. Koszty bezpośrednie są według prawa po stronie inwestora (gdyż to on jest właścicielem liczników w sieci niskiego napięcia), ale propozycja jest taka, aby prosumenci, partycypowali w kosztach wprowadzenia smart meteringu proporcjonalnie do korzyści, które odniosą.
W tej chwili systemy inteligentnego opomiarowania są już zainstalowane w Szwecji. Do roku 2014 pojawią się one we Włoszech, Irlandii i Norwegii. Pytanie kiedy Polska zacznie liczyć używając inteligentnych liczników?
Po inspirację do Bawarii
Niemożliwy jest rozwój bez bodźców zewnętrznych, bez świadomości tego, co dzieje się w innych miejscach. Możliwość dowiedzenia się tego dają wyjazdy studyjne np. do Bawarii, do której zainteresowanych biogazowniami zaprosiło Ministerstwo Gospodarki Infrastruktury i Technologii w Bawarii wraz z firmą Bayern International, Uniwersytetem Technicznym w Monachium oraz Polsko-Niemiecką Izbą Przemysłowo-Handlową. Tematyką wyjazdu były nowoczesne technologie w zakresie biogazu, a uczestnikami przedstawiciele firm energetycznych, doradczych, właściciele gruntów rolnych oraz pracownicy urzędów gmin i miast, które myślą o budowie biogazowni. Uczestnikiem tego wyjazdy był również Wójt gminy Gierałtowice Pan Joachim Bargiel, który prezentował sprawozdanie z tej wizyty.
Program wyjazdu skonstruowany był ciekawie i przewidziany na 4 dni, w trakcie których goście mieli okazję wysłuchać wykładów oraz zwiedzić kilkanaście instalacji biogazowych działających i pilotażowych, które były pokazywane w obecności realizujących je firm. Zwiedzający oglądali instalacje działające w oparciu o różne surowce, od kukurydzy po kurzyniec, w fermentacji suchej i mokrej. Niektóre z tych instalacji zasilają centralną sieć gazową (w tej chwili jest ich 28). Oprócz tego organizatorom udało się pokazać jak rozwój biogazowni spowodował powstanie całego rynku biogazowego, którego przedstawiciele prezentowali swoje usługi i produkty na giełdzie firm.
Wśród nich znalazły się firmy związane z recyklingiem, z wykorzystaniem odpadów komunalnych i spożywczych, które stosowane są jako wsad do biogazowni. Całe wysypisko rozparcelowane jest na trasie dojazdu do biogazowni z podziałem na poszczególne produkty, co ułatwia wprowadzenie substratów do fermentatorów produkujących biogaz. Wizyta zakończyła się w Ministerstwie Bawarskim, gdzie rozdane zostały certyfikaty uczestnictwa oraz przedstawiono uczestnikom polityczne cele Niemiec, w które wpisuje się wspieranie rozwoju biogazowni oraz tworzenie i wspieranie politycznego lobbingu dla biogazowni. W tej chwili w Niemczech mamy 2000 MW i ok. 4500 biogazowni. Przodujący land, to Bawaraia, w której znajduje się 1/3 wszystkich biogazowni o różnych mocach (od kilkudziesięciu kW do nawet 4 MW – w projekcie). W landach południowych przeważa fermentacja sucha, natomiast landy południowe, gdzie dominuje hodowla bydła, opierają swoje biogazownie głównie na fermentacji mokrej. W roku 2010 prognozowane jest powstanie około 5300 biogazowni, co pokazuje, że branża związana z budową i eksploatacją biogazowni w Niemczech nie uległa wpływom kryzysu światowego, a wręcz przeciwnie odnotowała wzrost. W tej chwili w samych biogazowniach pracuje 12 tys. osób, ale o wiele więcej jest zatrudnionych przy okazji budowy i serwisu instalacji. Gospodarze oprócz wielu informacji o tym jak dobre są ich biogazownie odważyli się również opowiedzieć o błędach, które zostały popełnione przy okazji budowy poszczególnych instalacji.
Ciekawym jest fakt, że w czasie kiedy jedna grupa szkoli się w zakresie technologii biogazowych, druga szkoli się w technologiach jądrowych. Które szkolenia przyniosą większy pożytek? Czas pokaże.
Efektywne oświetlenie – element koncepcji zasilania miast
Projekt ukierunkowany na poprawę efektywności oświetlenia w gminach. Prawo energetyczne mówi, że do zadań gminy należy planowanie oświetlenia w gminie oraz jego finansowanie. Nie jest to jednak takie proste, gdyż pojawiają się problemy techniczne oraz własnościowe, gdyż majątek (oświetlenie) jest mocno wymieszany i nie wiadomo kto jest właścicielem. Program ma na celu również wyjaśnienie tych kwestii. Poprawa efektywności energetycznej skupiona jest na działaniach szybkich i efektywnych, wśród nich jest modernizacja opraw oświetleniowych, polegająca na zastąpieniu starych opraw rtęciowych nowoczesnymi oprawami energooszczędnymi. Oszczędności powstałe w wyniku tych działań współfinansują inwestycję, a czas spłaty takiej modernizacji zamyka się w przedziale między 40 i 50 miesięcy, co, jak mówił Pan Mirosław Janik - Wicedyrektor ds. Utrzymania Sieci, Vattenfall Distribution Poland S.A., stanowi dla inwestycji energetycznych bardzo krótki okres zwrotu.
Mirosław Janik
Na początku podpisywany jest z gminą list intencyjny. Kolejny etap to wykonanie projektu, który obejmuje inwentaryzację już istniejącej infrastruktury, oraz propozycję odpowiedniego oświetlenia dla poszczególnych miejsc, dostosowanego do właściwej kategorii dróg i zgodne z obowiązującą normą oświetleniową. Po inwentaryzacji wspólnie z przedstawicielami gminy uzgadniany jest podział majątku i powstaje dokument zwany Porozumieniem własnościowym.
Kolejnym krokiem jest umowa na świadczenie usługi oświetleniowej o podwyższonym standardzie, po zawarciu której przystępuje się do wykonania modernizacji, która trwa około roku. Korzyści, wynikające z tych działań to:
W nowych oprawach oświetleniowych stosowana jest tzw. redukcja mocy, która polega na redukcji mocy o 30% w zadanym okresie świecenia. Przy czym redukcja mocy powoduje zmniejszenia strumienia świetlnego w stopniu niezauważalnym dla oka ludzkiego. Projekt został rozpoczęty w 2006 roku i będzie kontynuowany, gdyż takie zapotrzebowanie zgłaszają gminy. Dzięki realizacji projektu Poprawy efektywności oświetlenia ulicznego, zapotrzebowanie na energię elektryczną niezbędną do oświetlenia ulicznego, na terenie działania firmy Vattenfall, zostało obniżone o 19 %.
Problemem w tej chwili jest fakt, że stosowane i prezentowane technologie to te, które udostępnia rynek i które pozwalają na oszczędności rzędu 30%. Producenci natomiast nie udostępniają wszystkiego, chociażby z uwagi na fakt, że wprowadzając nowe technologie stare przestają się sprzedawać i przestają na siebie zarabiać (czyli spłacać koszty badań przeprowadzonych w celu ich rozwoju). Należy mieć jednak na uwadze fakt, że same technologie to zaledwie cegiełki, które trzeba odpowiednio ułożyć, a ważniejsza od nich jest koncepcja zgodnie, z którą będą układane. Takim wzorem powinna być koncepcja zasilania miast i inteligentnego sterowania oświetleniem, a dzisiaj brak na rynku takiej wiedzy.
„Smart” - gdy słowo zamienia się w jakość
Inteligentne liczniki, inteligentne sieci, inteligentna energetyka, a za tym wszystkim kryje się inteligentny człowiek, właściwie zespół ludzi, którzy razem tworzą oprogramowanie wspomagające wcześniej wymienioną inteligencję. Firma IBM Software Lab w Krakowie to właśnie miejsce, gdzie powstaje takie oprogramowanie.
Projekty w ramach działania na rzecz „Smarter Planet” takie jak:
oraz nowe patenty i warsztaty technologiczne-biznesowe dla partnerów i klientów, to, jak zapewniał Pan Grzegorz Przybycień namacalne dowody na to, że firma pełną parą pracuje na rzecz innowacji i poprawy jakości środowiska.
Jednym z działań mających wspierać te cele, jest praca nad wsparciem dla inteligentnego opomiarowania, które realizowane jest w ramach wizji firmy IBM nazwanej „Smarter Planet”. Wizja ta uwzględnia trzy główne idee:
Ich realizacja będzie możliwa dzięki sieci internetowej WEB 3.0, która umożliwi dostęp do danych uzyskanych w wyniku wprowadzenia planowanego opomiarowania. Dane te natomiast będą mogły zostać przetworzone na użyteczne informacje. Przykładem tego jest wcześniej wspomniany ruch w miastach, który przy dostępie do odpowiednich informacji może być odpowiednio sterowany, co pozwoli na zmniejszenie tzw. „korków ulicznych”.
Na chwilę obecną dostępna jest technologia (sensory), ale brakuje aplikacji do ich wdrożenia. W rozwoju takich aplikacji ważną rolę odgrywają firmy typu start-up, wchodzące na rynek z całkiem nowym (dobrym) pomysłem i dużą determinacją do jego realizacji. IBM poszukuje takich firm m.in. na drodze konkursów. Laureatem jednego z takich konkursów jest firma z Irlandii, która zaproponowała rozwiązanie dotyczące poprawy efektywności energetycznej w sieci supermarketów. Koszt wdrożenia takiego rozwiązania w pojedynczym supermarkecie wynosi 5 tys. EUR (liczniki + oprogramowanie), oszczędność, którą się uzyskuje, to 14 tys. EUR/rok.
Ponadto IBM zainteresowany jest rozwiązaniami w dziedzinach:
*transportu:
*pomiaru i redukcji emisji CO2
*efektywności energetycznej
*gospodarki wodnej
Projekty
Do tej pory firma IBM w sektorze smart zrealizowała m.in. projekt dla Ontario Energy Board, którego celem było zastosowanie smart meters w innowacyjnym pilocie taryf czasowych oraz redukcji ‘peak’ow’ zużycia energii elektrycznej . Rezultaty projektu:
Kolejny przykład działań firmy IBM, to pomoc w usprawnieniu procesów biznesowych i jakości usług z wykorzystaniem Smart Metering . Projekt polegał na integracji 200,000 smart meters w kompletne rozwiązanie połączone z systemem bilingowym i obsługą klienta. Rezultaty projektu:
Jak widać smart metering może być narzędziem, które efektywnie wspomaga takie działania jak:
Jest to chyba wystarczający dowód na to, by przestać wątpić w to, że „smart” nie jest już jedynie słowem używanym w celu określenia kogoś jako inteligentnego, szykownego, czy silnego, ale jest jednym z pojęć określających energetykę 21 wieku.
Making elektricity clean
Making elektricity clean, to obietnica dla klientów, iż do roku 2050 firma Vattenfall zredukuje niekorzystny wpływ z całej swojej działalności. Stanie się to do roku 2050, a w krajach skandynawskich do 2030. Do wypełnienia tego celu przyczynią działania takie jak:
Istotna rolę odegrają również samochody elektryczne, których wprowadzenie spowoduje szereg korzystnych dla społeczeństwa zjawisk:
Pan Andrzej Szyp reprezentujący projekt E-Mobility Vattenfall Distribution Poland S.A. omówił działania Grupy Vattenfall związane z samochodami elektrycznymi. W Szwecji, Vattenfall współpracuje z Volvo przy tworzeniu samochodu hybrydowego typu "plug-in" (ładowanego z gniazdka). Firmy Volvo i Vattenfall utworzyły joint venture w celu wprowadzenia na rynek w roku 2012 modelu V70 PHEV. We współpracy z firmą ABB stworzono stacje ładowania, z których kilka oddanych zostało do użytku publicznego. W Niemczech, Vattenfall prowadzi projekt demonstracyjny we współpracy z BMW, w ramach którego 50 samochodów MINI E zostało przekonwertowanych na napęd elektryczny. Pojazdy testowane są obecnie w Berlinie. Projekt demonstruje także koncepcję zwaną "Wind-to-Vehicle", zgodnie z którą domowe stacje ładowania wykorzystywane są do zarządzania ładowaniem w celu efektywnego wykorzystania energii wiatrowej dostępnej systemie elektroenergetycznym oraz uniknięcia przeciążeń w procesie ładowania. W Berlinie zainstalowano także publiczne stacje ładowania. Vattenfall zaangażowany jest także w tzw. Regiony Modelowe Hamburg i Berlin, gdzie we współpracy z sektorem publicznym, przedsiębiorstwami parkingowymi, firmami posiadającymi duże floty oraz koncernami energetycznymi analizowane są róże formy transportu elektrycznego. W Amsterdamie Vattenfall/Nuon realizuje pilotażowy projekt związany z instalowaniem publicznych stacji ładowania, z których mieszkańcy mogą korzystać bezpłatnie.
W Polsce działania są na początkowym etapie. Vattenfall wsparł projekt Politechniki Śląskiej Silesian GreenPower Vehicle, w ramach którego zaprojektowano i skonstruowano pojazd elektryczny nagrodzony podczas wyścigu The Greenpower Corporate Challenge w Wielkiej Brytanii. Realizowany jest także śląski projekt demonstracyjno-badawczy, w ramach którego zwycięzca konkursu organizowanego przez Gazetę Wyborczą będzie testował samochody elektryczne i infrastrukturę ładowania.
Andrzej Szyp
Samochody elektryczne aby stać się tym, czym są dzisiaj musiały przejść pewną ewolucję. Pierwszym jej etapem były samochody hybrydowe, których głównym napędem jest napęd spalinowy, a napęd zapasowy, to napęd elektryczny pozwalający przejechać niewielką ilość kilometrów. Kolejny etap, to samochody hybrydowe typu plug-in, czyli samochody hybrydowe ładowane z sieci. W tym modelu głównym napędem jest napęd elektryczny, a efektywny napęd spalinowy jest napędem zapasowym. Obecny etap rozwoju samochodów elektrycznych, to pojazdy napędzane wyłącznie za pomocą energii elektrycznej. Na rok 2010 koncerny samochodowe opracowały koncepcję wprowadzenia 69 modeli samochodów elektrycznych. Parametry takich samochodów, są zbliżone do parametrów samochodów tradycyjnych. Ograniczeniem jest oczywiście zasięg, który wynosi do 300 km w zależności od zastosowanej baterii. Samochody elektryczne produkowane są w różnych wersjach, również dla fanów sportowej jazdy np. Tesla Roadster, ale są także wersje użytkowe, takie jak samochody dostawcze używane np. w firmie FedEx, czy też samochody ciężarowe. Samochody elektryczne są głównie nastawione na przestrzeń miejską i dla jej potrzeb produkowane są również mniejsze pojazdy elektryczne takie jak rowery, czy skutery.
Wszystkie te dzieła współczesnej techniki, mogą być ładowane w stacjach ładowania należących do infrastruktury prywatnej lub publicznej. Pierwsza umożliwia ładowanie pojazdów elektrycznych np. w garażu własnego domu, na parkingu należącym do danej firmy. Druga jest dostępna dla każdego użytkownika poruszającego się po danej aglomeracji. Czas ładowania samochodów elektrycznych uzależniony jest od prądu ładowania, zgodnie z czym stacje ładowania można podzielić na:
Innym rozwiązaniem problemu ładowania może być koncepcja firmy Better Place, która zakłada ładowanie samochodów w stacji wymiany baterii. Pojazd wjeżdża do budynku, gdzie automatycznie rozładowana bateria wymieniana jest na w pełni naładowaną, co trwa około 1 minuty. Pierwsza taka stacja działa od 24 kwietnia w Tokio w ramach projektu taksówkowego, który firma Better Place realizuje wspólnie z firmą Renault .
Stacja ładowania nie jest tylko miejscem gdzie doprowadzana jest energia elektryczna do baterii samochodu, ale jest to element inteligentnej sieci (smart grid) zatem musi być jak najbardziej funkcjonalna dla swoich użytkowników. Stąd konieczność informowania o naładowaniu baterii np. poprzez wiadomość sms wysyłaną do właściciela ładowanego pojazdu. Właściciel powinien również mieć możliwość sprawdzenia za pośrednictwem internetu, w jakim procencie naładowana jest bateria jego samochodu, np. dzięki systemowi WEB 3.0. Istotna w procesie ładowania jest standaryzacja zarówno samych stacji ładowania, jak i konektorów, które są połączeniem pomiędzy baterią samochodu, a stacją ładowania.
W ramach realizowanego przez firmę Vattenfall projektu dotyczącego E-mobility została opracowana mapa rozwoju technologii na lata 2010 – 2020, której źródłem są przeprowadzone w Sztokholmie w styczniu br. warsztaty dotyczące możliwości wprowadzenia do powszechnego użytku danych technologii. Kolejne źródła opracowanej mapy, to wywiady przeprowadzone z ekspertami z dziedziny E-mobility oraz wywiady z firmami produkującymi samochody elektryczne oraz pracujące nad technologiami powiązanymi z rynkiem samochodów elektrycznych. W ramach planu sporządzona została analiza obecności pojazdów elektrycznych n rynku, która w tej chwili jest jeszcze mała (dużo o samochodach elektrycznych słychać, ale mało jest okazji żeby je faktycznie zobaczyć). Przyczyną tego jest cena samochodu elektrycznego, której sporą część stanowi koszt baterii sięgający od 700 do 1200 $ / kWh.
Do roku 2012 w krajach, w których działa firma Vattenfall ma zostać wprowadzonych 365 tys. samochodów elektrycznych, w Polsce planuje się 35 tys. samochodów. Będzie to możliwe dzięki obniżeniu kosztów baterii do ok. 500 $ / kWh oraz dzięki wprowadzeniu dotacji. Do roku 2020 po drogach mają jeździć 2 mln samochodów elektrycznych. Niemcy planują wprowadzić do tego czasu milion samochodów napędzanych energią elektryczną. Jeszcze dalej w swoich planach posunęła się Japonia, która planuje, aby od roku 2020, 50% samochodów produkowanych i wprowadzanych na rynek Japonii, stanowiły samochody elektryczne i hybrydowe.
Opracowany przez firmę Vattenfall plan przewiduje, że w roku 2010 dostępne będą najprostsze systemy ładowania nie wymagające żadnych specjalnych konektorów, ani też systemu komunikacji między stacją i samochodem. Kolejną fazą będzie wprowadzenie ładowania 3 fazowego (szybszego), które wymagać będzie systemu komunikacji pomiędzy pojazdem i stacją. Rozwinięta zostanie także sfera usług, a wszystko to w roku 2015. Rok 2020 przyniesie natomiast pierwsze komercyjne stacje szybkiego ładownia , szybkie ładowanie dla flot oraz indukcyjne ładowanie dla flot (autobusy, taksówki) .
Rozliczenia za energię pobraną na potrzeby samochodu elektrycznego mogą być przeprowadzone wg wielu różnych modeli rozliczeń, ale każdy z nich będzie oparty na zasadzie „nie płać za płacenie”, która oznacza, że preferowane będą rozwiązania proste i niedrogie. Stąd w pierwszej fazie (rok 2010) ładowanie będzie bezpłatne, z uwagi na fakt, że przy tak małej ilości pojazdów elektrycznych, mała jest również ilość dostarczanej do nich energii, dlatego nie opłaca się tworzyć drogiej infrastruktury billingowej pozwalającej obliczyć każdą MWh dostarczoną do każdego samochodu. Zatem koszt ładowania będzie pokrywany przez właściciela stacji.
Rok 2015 przyniesie rozwiązania takie jak rozliczanie przez abonament, który będzie obowiązywał w ramach sieci stacji w danym mieście. Użytkownik będzie miał swoją kartę identyfikacyjną, dla której zostanie z góry ustalona opłata, po uiszczeniu której użytkownik będzie mógł przez miesiąc korzystać ze stacji ładowania (system pre-paid). Kolejną propozycją jest dodawanie kosztu energii do opłaty parkingowej (park & charge).
Na rok 2020 przewidziana została automatyczna identyfikacja samochodów po przyłączeniu do stacji, co pozwoli na korzystanie danego samochodu z wielu stacji, jego identyfikację w systemie i obciążenie za energię którą pobrał.
Kolejny aspekt związany z samochodem elektrycznym, to współpraca z siecią, w której pojawia się koncepcja kontrolowanego ładowania poprzez powiązanie dostępnej w sieci energii wiatrowej (wg prognoz) z praktycznym ładowaniem. Zgodnie z tym kiedy w stacji ładowania zostanie pozostawionych 10 pojazdów i każdy właściciel zadeklaruje o której chce aby samochód był przygotowany do użytku, system tak dobierze porę ładowania, aby samochody były gotowe na czas oraz żeby optymalnie wykorzystać moc dostarczaną przez turbiny wiatrowe do sieci.
Elementem współpracy z siecią jest również oddawanie energii elektrycznej z pojazdu do sieci lokalnej, jak i wykorzystanie baterii do zasilania urządzeń domowych.
W roku 2020 planuje się wprowadzić tzw. sygnały cenowe, czyli podział doby na takie części, w których będzie różna cena energii, w zależności od ilości energii odnawialnej dostępnej w sieci. Cena będzie warunkowała godziny w jakich ładowana będzie bateria samochodu. Przy korzystnej dla użytkownika cenie zostanie np. wysłany komunikat – ładuj teraz, cena: xxx. Takie usługi będą możliwe tylko poprzez rozwój inteligentnej sieci, który towarzyszy rynkowi samochodów elektrycznych, bowiem pomiędzy produkcją energii elektrycznej a jej odbiorcą, czyli pojazdami elektrycznymi jest przestrzeń zarezerwowana właśnie dla inteligentnych sieci, która wciąż jeszcze nie jest zagospodarowana.
Wysiłek nagrodzony
Pan Dawid Kamiński jest tegorocznym absolwentem Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej. Praca magisterska Pana Dawida Kamińskiego skupiona była na stworzeniu układu sterowania, który będzie automatycznie pozycjonował ogniwo fotowoltaiczne prostopadle do kąta padania bezpośredniego promieniowania słonecznego, w celu uzyskania z ogniwa jak największej ilości energii w cyklu dobowym. Działania podjęte w celu realizacji pracy przebiegały pod czujnym okiem promotora, doktora Krzysztofa Konopki z Instytut Metrologii, Elektroniki i Automatyki Wydziału Elektrycznego Politechniki Śląskiej.
Drugim celem pracy było stworzenie modelu takiego układu, który mógłby być wykorzystany w laboratorium studenckim. Praca Pana Kamińskiego została wyróżniona na II Ogólnopolskim konkursie na najlepszą pracę dyplomową w dziedzinach automatyki, robotyki i pomiarów.
Urządzenie sterujące zostało tak skonstruowane aby mogło na bieżąco obliczać parametry potrzebne do stosownego ustawienia ogniwa fotowoltaicznego. Parametry takie, to azymut i elewacja słońca, które mikrokontroler oblicza w oparciu o aktualną datę, czas i pozycję geograficzną, dostarczone przez moduł GPS. Jedyną informacją, którą trzeba podać jest strefa czasowa. Mając te dane mikrokontroler przekazuje sygnał do sterownika, który dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu ustawia platformę z ogniwem fotowoltaicznym w pozycji prostopadłej do padania promieni słonecznych. Ruch platformy możliwy jest dzięki manipulatorowi obrotowemu, na którym jest ona umieszczona. Urządzenie jest automatycznie kalibrowane i ustawiane w kierunku północnym, który jest kierunkiem odniesienia. Możliwe jest sterowanie z pozycji komputera osobistego.
Urządzenie zbudowane jest z:
Urządzenie zostało zaprojektowane tak aby do jego obsługi nie była konieczna fachowa wiedza.Może być ono zastosowane do pozycjonowania systemów ogniw słonecznych i ogniw fotowoltaicznych bez ograniczeń związanych z położeniem danej instalacji, gdyż wszystkie parametry potrzebne do automatycznego ustawienia urządzenia są obliczane automatycznie.
Duża wygoda i możliwość szerokiego zastosowania, to cechy, które charakteryzują system nadążnej regulacji ogniwem słonecznym stworzony przez Pana Dawida Kamińskiego. Pod znakiem zapytania stoi jedynie to, czy zasilanie takiego systemu nie pochłonie więcej energii, niż można dodatkowo uzyskać przy jego zastosowaniu, ale to już zagadnienie na kolejną pracę magisterską.
Komentarz
W spotkaniach Konwersatorium Inteligentna Energetyka uczestniczą naukowcy, ludzie biznesu i urzędnicy, ale są na nich również obecni ludzie młodzi zainteresowani poruszaną tematyką, tak jak Marcin Kordas – 14 letni uczeń Gimnazjum Katolickiego Towarzystwa Kulturalnego w Bielsku Białej, który tak komentuje prezentację poświęconą samochodom elektrycznym:
"Moim zdaniem stacje wymiany baterii w samochodach elektrycznych nie są dobrym rozwiązaniem, jeśli baterie należałyby do właścicieli samochodów. Przypuśćmy, że ktoś kupił sobie nowy samochód np.: Teslę Roadster, i na drugi dzień wymieni nowy rozładowany akumulator, na kilkuletni..., to ponosi ewidentną stratę . Jeśli natomiast mowa o stacjach ładowania samochodów elektrycznych, to nie jest możliwe, aby naładować akumulator pojazdu w czasie 15-30 minut, gdyż krystalizacja ołowiu, czy też litu musi nastąpić powoli. Jeśli ten proces przebiegnie za szybko, to kryształy będą mniejsze (a ich strukturę będzie łatwo zniszczyć, poprzez wstrząsy niszcząc zarazem doszczętnie akumulator), co ewidentnie wpływa na żywotność akumulatora. 19 kwietnia b. r. wspólnie z bratem i tatą pojechaliśmy na targi "Hannover messe" w Niemczech. Tam zapoznaliśmy się z funkcjonowaniem technologii ogniw wodorowych (zw. inaczej ogniwami paliwowymi). Ich sprawność wynosi 40%, ale jeśli energia potrzebna do elektrolizy pochodzi ze źródła odnawialnego, to straty następują tylko w momencie odzyskania energii elektrycznej z wodoru (wtedy sprawność wynosi 60%). Sądzę, że technologia ogniw wodorowych jest wygodniejsza od technologii magazynowania energii w akumulatorach, ponieważ szybciej można napełnić bak pojazdu wodorem i w zwykłych samochodach teoretycznie wystarczy tylko zmienić silnik i domontować ogniwo wodorowe. "
Ze spotkania na spotkanie słuchaczy na konwersatorium przybywa, z czego bardzo się cieszymy, nie tylko dlatego, że omawiane problemy trafiają bezpośrednio do większej liczby odbiorców, ale również, jak mówił Profesor Jan Popczyk, dlatego, że wśród słuchaczy w dobrej atmosferze rodzi się nić porozumienia, która miejmy nadzieję zaowocuje ciekawymi projektami i działaniami w przyszłości.
Profesor Jan Popczyk
IV Spotkanie Konwersatorium Inteligentna Energetyka uświadomiło słuchaczom jak dynamicznie rozwijają się technologie. Przy tak szybkim ich rozwoju potrzebna jest reorganizacja współpracy firm z uczelniami aby nie doszło do sytuacji, w której wykładowcy z powodu braku aktualnej wiedzy stają się hamulcem dla rozwoju. Wymaga to wysiłku zarówno od uczelni, bo muszą wypracować system współpracy, jak i od firm, które muszą poświęcić swój czas na przekazanie aktualnej wiedzy. Czy ten wysiłek się opłaci? Jeżeli fakt posiadania dobrze rozeznanych w najnowszych dostępnych technologiach naukowców, a co za tym idzie również i studentów nie jest argumentem, to wysiłek nie jest nic wart. Nie opłaca się on również jeżeli dla firm nieistotne jest to, by przyszli pracownicy mieli już pojęcie o tym jaki jest stan technologii w danej dziedzinie. Jeśli jednak takie wiadomości są istotne, to nie ma się nad czym zastanawiać.
Już teraz zapraszamy Państwa na kolejne V Spotkanie Konwersatorium Inteligentna Energetyka, które odbędzie się 25 maja br. i na którym omawiane będą bariery i przeszkody w rozwoju energetyki innowacyjnej.
Tekst:
Karolina Wieczorek - Biuro Klastra 3x20
Zdjęcia:
Mariusz Marchwiak - Wydawnictwo i Wortal "Nowa Energia"
Dodaj nową odpowiedź