Innowacje w energetyce. Przyszłość to wirtualne elektrownie

Wszystko to napotyka na bariery związane ze starym systemem – tradycyjne, przestarzałe, niezmodernizowane i niewydolne sieci elektroenergetyczne, które wymagają przebudowy, ale i odciążenia. Mają one problemy z rosnącą liczbą prosumentów – podmiotów będących zarówno odbiorcami energii elektrycznej, jak i jej wytwórcami. Coraz częściej nie mogą w łatwy sposób przyłączać ich do systemu. Problemem jest także niestabilność produkcji prądu z OZE. Stąd też przy projektowaniu nowych, zdecentralizowanych systemów elektroenergetycznych, coraz bardziej istotna staje się konieczność uwzględniania wirtualnych elektrowni, jako ich integralnego elementu.

Jak działa wirtualna elektrownia?

Koncepcja pierwszych VPP pochodzi jeszcze z połowy lat 90. XX w. To wówczas powstał pomysł na połączenie różnych jednostek będących producentami energii elektrycznej za pomocą zaawansowanych technologii. Co istotne, te rozproszone źródła energii nie są własnością wirtualnej elektrowni – nawiązuje ona jedynie współpracę z ich właścicielami, czerpiąc z ich możliwości wytwórczych. Kluczowym elementem systemu jest inteligentne oprogramowanie, którego funkcjonowanie zapewnia połączenie rozproszonych źródeł wytwórczych o często różnej specyfice w jeden sprawny układ, cechujący się efektywnością techniczną i ekonomiczną. VPP wykorzystuje technologię chmury, a także inteligentne metody pomiarowe – dzięki temu możliwe jest dopasowanie produkcji energii elektrycznej do realnego poziomu jej zużycia oraz stałe reagowanie na zapotrzebowanie sieciowe. Niezwykle istotne jest to, że VPP łączą ze sobą różne rodzaje wytwórców (instalacje biogazowe, wiatrowe i wodne, fotowoltaikę) – dzięki czemu jest w stanie utrzymywać określony poziom zasilania niezależnie od warunków pogodowych. Co warto podkreślić – wirtualne elektrownie mogą też integrować OZE z bardziej tradycyjnymi formami wytwarzania energii elektrycznej.

Wirtualne elektrownie w inteligentnej sieci elektrycznej

Wirtualne elektrownie to element szerszego systemu, zakładającego tworzenie tzw. Smart Gridu – inteligentnej sieci elektrycznej, wykorzystującej intensywną wymianę danych pomiędzy wytwórcami energii elektrycznej a jej odbiorcami, w celu zapewnienia wysokiego poziomu efektywności i sprawności całości. Technologia ta polega n.in. na rozbudowanej sieci teleinformatycznej i nowoczesnych systemach pomiarowych.

Na świecie wśród najbardziej obiecujących rynków dla VPP wymieniane są przede wszystkim USA (wartość rynku w 2022 r. – ponad 320 mln dolarów), Chiny, Japonię i Kanadę. Według danych firmy Global Industry Analysts, ich potencjał rozwoju do 2026 r. waha się od 29 do 30 proc rocznie. Europa oceniana jest nieco gorzej – jako najbardziej perspektywiczny rynek wskazywane są Niemcy. Całość branży VPP na naszym kontynencie do 2026 r. ma osiągnąć wartość ponad 100 mln dolarów. Dla porównania, globalna wartość tego rynku to obecnie nieco ponad 550 mln dolarów. W 2026 r. ma to być już 1,5 mld dolarów.

Wirtualne elektrownie w Polsce – nasz rynek jeszcze raczkuje

W Polsce prekursorem w branży wirtualnych elektrowni była firma Elektrownie Next. Obecnie działają już też pierwsze startupy, zajmujące się dostarczaniem usług i platform VPP – np. Lerta, rozwijająca wirtualną elektrownię w regionie Europy Środkowo-Wschodniej (na 2023 r. spółka przewiduje w swoim portfelu mocy 134 MW, co oznacza 2,5-krotny wzrost w porównaniu z rokiem 2022.).

W 2021 r. w warszawskiej dzielnicy Wawer uruchomiono samorządową wirtualną elektrownię. Funkcjonuje ona w ramach Wawerskiego Klastra Energii, umożliwiając każdemu mieszkańcowi dzielnicy dysponującemu np. instalacją fotowoltaiczną przyłączenie do lokalnej VPP. Do przekazywania informacji o wytworzonej energii wykorzystywana jest domowa sieć Wi-Fi. W systemie znajdują się też samorządowe panele PV, zainstalowane na budynkach urzędu dzielnicy, Wawerskiego Centrum Kultury, a także miejscowych szkół, przedszkoli i innych gmachach komunalnych. System zbierania informacji z instalacji fotowoltaicznych zamontowanych na terenie dzielnicy powstał we współpracy z Mazowiecką Agencją Energetyczną.