...

Przyszłość technologii systemów energetycznych

7 czerwca 2022
Przyszłość technologii systemów energetycznych

W całym systemie energetycznym coraz większą rolę odgrywają elementy lokalne oraz techniczne elementy informacyjne i komunikacyjne. Dlatego właśnie interakcja różnych poziomów przestrzennych, wzajemne oddziaływanie poszczególnych technologii, dostosowanie generacji i popytu oraz postępująca cyfryzacja są głównymi tematami badań.

Z jednej strony dotyczy to zagadnień elektrotechniki w zakresie sieci elektroenergetycznych i zarządzania nimi lub współzależności elementów technologicznych; z drugiej strony odnosi się to również do pytań o podstawową architekturę każdego przyszłego systemu energetycznego. Ze względu na wysoki udział energii odnawialnej nastąpi zwiększona decentralizacja przyszłych systemów energetycznych. Coraz większy nacisk kładzie się na sieci dystrybucyjne. Coraz większego znaczenia nabierają również środki na rzecz uelastycznienia sieci energetycznych, np. w postaci łączenia sektorów energetycznych. Wpływa to szczególnie na infrastrukturę miejską. Istnieje ogromny potencjał w łączeniu sektorów energii elektrycznej, ciepła, mobilności dla domów, przedsiębiorstw i transportu lokalnego. Zostało to już częściowo wdrożone na poziomie komponentów.

Sprzężenie sektora energetycznego, rozwiązania dla budynków, miast i dzielnic

W przyszłym systemie energetycznym ważną rolę będą odgrywać dwa czynniki: łączenie sektorów jako opcja uelastyczniająca oraz integracja odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Połączone technologie energii elektrycznej i ciepła, takie jak skojarzona energia cieplna (CHP) lub pompy ciepła, zostaną zbadane i zoptymalizowane jako komponenty w koncepcjach systemów ogrzewania budynków i systemów ciepłowniczych. Zintegrowana energetyka dotyczy również technologii elektroenergetycznych z paliwowymi (wodór, węglowodory) oraz elektromobilności, co pozwoli na dekarbonizację sektora transportu. Ponadto opracowywane będą również rozwiązania w zakresie dostaw energii i inteligentnego zarządzania nimi. Oprócz wykorzystania energii solarnej w słonecznych elektrowniach cieplnych nowe koncepcje konwersji energii dla lokalnego zaopatrzenia w energię obszarów miejskich będą także rozwijane w dziedzinie technologii systemów energetycznych.

Technologie sieciowe

Sieci energetyczne będą również odgrywać ważną rolę w przyszłych systemach energetycznych. W tym obszarze badania dotyczą rozwoju elementów elektrotechnicznych w systemie sieciowym, zarówno w sieciach prądu stałego, jak i przemiennego oraz ich integracji. Rozwiązania prądu stałego zyskają w przyszłości duże znaczenie ze względu na wykorzystanie energii odnawialnej. Koncepcje ochrony, zarządzania i sterowania siecią są przedmiotem badań, gdyż dotychczasowe mechanizmy zarządzania i stabilizacji sieci coraz częściej przejmują elementy energoelektroniczne.

Elastyczność, usługi systemowe i zarządzanie energią

Inteligentne zarządzanie energią zyskuje coraz większe znaczenie na różnych poziomach. Z jednej strony istnieją różne poziomy sieci, ale z drugiej strony – również struktury lokalne, np. zdecentralizowane dostarczanie energii z odnawialnych źródeł oraz interakcje tych poziomów z różnymi sektorami (elektryczność, ciepło, e-mobilność) na poziomie budynku, dzielnicy i miasta. Główne pytania dotyczą tego, jak można zoptymalizować dostarczanie energii, przepływy obciążenia i zapotrzebowanie na energię (inteligentny dom, inteligentne miasto i inteligentna sieć). Badane są przyszłe środki uelastyczniające, wykorzystujące złożone symulacje sieci, pod kątem synchronizacji zmiennego wytwarzania i zużycia.

Zdjęcie: Łączenie sektorów, rozwiązania dla budynków, miast i dzielnic
Źródło: Deutsches Zentrum fur Luft und Raumfahrt

Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika