Integracja odnawialnych źródeł energii z sieciami elektroenergetycznymi
Rozwój OZE wiąże się nie tylko z transformacją energetyczną pod względem dywersyfikacji źródeł energii, ale także pod kątem infrastrukturalnym. Jednym z elementów koniecznych do wykorzystania potencjału, jaki niosą ze sobą OZE, jest integracja odnawialnych źródeł energii z siecią elektroenergetyczną. Jak przebiega ten proces i z jakimi następstwami się wiąże?
Nowoczesne technologie w sektorze energetycznym sprawiają, że cała branża jest w procesie transformacji. Już praktycznie na całym świecie można zaobserwować rosnącą rolę odnawialnych źródeł energii. Rozwiązania OZE stanowią czynnik przyspieszający modernizację sieci elektroenergetycznych w taki sposób, by móc wykorzystać potencjał, jaki niosą ze sobą nowe technologie.
Rosnąca rola OZE w Polsce i w Europie
Pod względem nowoczesnych źródeł energii, w Polsce możemy obserwować rosnącą rolę energetyki wiatrowej i słonecznej. Jak wynika z danych Urzędu Regulacji Energetyki turbiny wiatrowe i instalacje fotowoltaiczne odpowiadają już za ponad 90% mocy zainstalowanej wszystkich odnawialnych źródeł energii w Polsce. Według szacunków, jeszcze przed końcem tej dekady źródła odnawialne mogą stać się najważniejsze w krajowym miksie energetycznym, wyprzedzając na tym polu węgiel. Podobne cele energetyczne ma zresztą cała Unia Europejska. We wrześniu 2023 r. Parlament Europejski zatwierdził cel klimatyczny, który stanowi, że do 2030 r. farmy wiatrowe, fotowoltaika i inne OZE powinny stanowić co najmniej 42,5% udziału w energii zużywanej w UE.
Wpływ rozwoju OZE na sieć elektroenergetyczną
Wykorzystanie pełni potencjału, jaki niosą ze sobą odnawialne źródła energii, wymaga nowego podejścia do zarządzania systemem wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej. Aby móc dostarczyć energię do końcowego odbiorcy potrzebna jest bowiem sieć przesyłowa, której kluczowym elementem jest stacja elektroenergetyczna. Pełni ona rolę rozdzielania i przetwarzania energii, wykorzystując m.in. procesy transformacji napięcia z jednego poziomu na inny czy też poprzez przekształcenia prądu stałego w prąd przemienny lub odwrotnie.
Zanim wytworzony np. w ramach instalacji fotowoltaicznej prąd trafi do odbiorcy, musi trafić przez główny punkt odbioru (GPO) do głównego punktu zasilania (GPZ), by poprzez linie energetyczne trafić do poszczególnych stacji, które następnie dystrybuują prąd do użytkowników końcowych przez przyłącza elektroenergetyczne. By jednak było to możliwe, konieczne jest zagwarantowanie możliwości podłączenia instalacji wykorzystującej odnawialne źródła energii do sieci.
W tym kontekście, sieć elektroenergetyczna w Polsce musi być poddana odpowiednim modernizacjom, które będą umożliwiały jej bilansowanie. Taką rolę mają odgrywać m.in. wspomniane główne punkty odbioru, które często posiadają farmy wiatrowe czy instalacje fotowoltaiczne, aby możliwe było wyprowadzenie wyprodukowanej energii do sieci. Z tego punktu widzenia istotną rolę odgrywa także magazynowanie energii elektrycznej, gdyż GPO stanowi idealny punkt do umieszczenia magazynu energii. Magazynowanie pozwala zwiększyć elastyczność i bilansowanie sieci, w zależności od zmiennego zapotrzebowania odbiorców. Należy oczekiwać, że znaczenie magazynowania energii będzie coraz większe wraz z dalszym rozwojem OZE.
Modernizacja sieci i cable pooling
Na czym ma polegać modernizacja sieci w celu przystosowania jej do OZE? Jak wynika z danych zaprezentowanych w raporcie opracowanym przez Forum Energii to think tank, pt.: „8 sposobów integracji OZE Bezpieczeństwo systemu wobec wzrostu źródeł zmiennych”, polska sieć elektroenergetyczna jest w znacznej części przestarzała. Dlatego, tak ważne jest, aby planując inwestycje w odnowienie infrastruktury, już na etapie projektowania prac uwzględniać w planach rozwoju rozproszone źródła OZE. W skali makro oznacza to np. branie pod uwagę obecnych i potencjalnych lokalizacji źródeł energii odnawialnej, a także stosowanie zaawansowanych technologii ICT i rozwiązań typu smart (Smart Grid) w zarządzaniu siecią.
Należy również wziąć pod uwagę możliwości w skali mikro poprzez zapewnienie przyłączania do sieci nie tylko dużych instalacji, jak farmy wiatrowe czy fotowoltaiczne, ale także mniejszych, indywidualnych instalacji. W tym kontekście integracja OZE z siecią ma wymiar nie tylko infrastrukturalny, ale także prawny. Rozwiązaniem, które w pewnym stopniu ułatwia ten proces, jest współdzielenie przyłącza, czyli tzw. cable pooling, które jest regulowane przepisami ustawy z 17 sierpnia 2023 r. o zmianie ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz niektórych innych ustaw.
Cable pooling umożliwia przyłączenie do sieci elektroenergetycznej w jednym miejscu co najmniej dwóch (może być także więcej) instalacji odnawialnego źródła energii, należących do jednego lub kilku wytwórców. Mogą to być instalacje zarówno o mniejszych, jak i większych mocach zainstalowanych. Ciekawy przykład takiego rozwiązania stanowi, np. jednoczesne wykorzystanie potencjału instalacji fotowoltaicznej (wytwarzającej najwięcej energii w ciągu dnia) i wiatrowej (produkując więcej energii wieczorami i w nocy). Dzieląc wspólne przyłącze, instalacje te mogą się uzupełniać, zwiększając potencjał integracji OZE z siecią.