Costurile ascunse de energie din Valencia: De ce energia solară singură poate să nu fie suficientă pentru microrețeaua dumneavoastră

O soluție integrată de energie solară, eoliană, baterii, generator CHP și sistem de management energetic (EMS) pentru aplicații industriale și rezidențiale

Valencia are un potențial solar puternic, dar un microrețea practică trebuie să abordeze, de asemenea, cerința de energie electrică în orele de seară, variația prețurilor la energie electrică, resursele eoliene limitate, necesitățile de încălzire și apă caldă, întreruperile rețelei electrice și constrângerile de zgomot în zonele rezidențiale. Un sistem integrat care combină panouri fotovoltaice (PV), stocare cu baterii, energie eoliană, generare diesel CHP, rețeaua publică și un sistem de management energetic (EMS) poate echilibra aceste necesități.

1. Problemele energetice pe care le puteți observa doar după punerea în funcțiune a sistemului

Provocarea reală nu constă pur și simplu în cantitatea de energie regenerabilă pe care o poate genera un site. Ea ține de faptul dacă producția corespunde momentului, costului și tipului de cerință. Un sistem poate produce suficientă energie pe parcursul unui an și totuși poate întâmpina dificultăți în gestionarea sarcinilor din orele de seară, a încălzirii, a apei calde sau a întreruperilor.

Costuri ridicate și volatile ale energiei electrice

Costurile cu electricitatea pot varia semnificativ în funcție de momentul zilei. Aceasta face ca deplasarea energetică să fie valoroasă: stocarea în baterii poate capta energie la costuri reduse și poate reduce achizițiile din rețea atunci când electricitatea este mai scumpă.

Referință privind prețurile electrice în funcție de perioada zilei

Valorile indicate mai jos sunt valori orientative pentru analiza proiectului. Costurile reale ale clienților depind de contractul de electricitate, de condițiile de piață și de taxele aplicabile.

Perioadele cu prețuri negative pot suprapune perioadele tarifare diurne normale, în loc să formeze o bandă zilnică separată. În weekenduri și în zilele de sărbătoare publice pot exista, de asemenea, condiții de preț diferite.

Producția de energie solară nu corespunde cererii pentru fiecare oră

Valencia dispune de resurse solare puternice, cu o iradiere anuală de aproximativ 1.600–1.700 kWh/m² și o producție estimată PV de circa 1.600 kWh/kWp la o înclinare optimă de aproximativ 38°. Totuși, producția PV scade la zero după apusul soarelui, în timp ce multe consumuri continuă. Stocarea energetică prin baterii joacă, așadar, un rol important în deplasarea producției diurne.

Vitezele reduse ale vântului limitează rolul energiei eoliene

Viteza medie a vântului este de aproximativ 3 m/s, astfel încât energia eoliană este mai bine tratată ca sursă complementară, nu ca generator principal. Vânturile mai puternice din orele de noapte pot oferi o producție utilă atunci când producția solară nu este disponibilă.

Cererea de încălzire și apă caldă creează o a doua provocare energetică

Un generator diesel respinge în mod normal o cantitate semnificativă de căldură prin sistemele sale de răcire și de evacuare. Recuperarea CHP poate transforma căldura din sistemul de răcire cu apă și cea din gazele de eșapament, la aproximativ 450°C, în căldură utilă pentru încălzire, apă caldă menajeră sau căldură pentru procese.

Instabilitatea rețelei electrice poate transforma o problemă legată de electricitate într-o problemă de continuitate.

Sursele regenerabile reduc dependența de rețea, dar rămân variabile. Încărcăturile critice necesită rezervă pe baterii, capacitate de funcționare insulară și o sursă de generare controlabilă. Generarea diesel CHP poate oferi această stratificare de rezervă controlabilă.

Zgomotul poate deveni o constrângere de proiectare în zonele rezidențiale.

Proiectele rezidențiale beneficiază de echipamente cu nivel scăzut de zgomot. Turbinele eoliene cu ax vertical (VAWT) sunt potrivite acolo unde contează zgomotul și impactul vizual, în timp ce turbinele eoliene cu ax orizontal (HAWT) sunt mai potrivite pentru fabrici și ferme.

2. Soluția: O microrețea integrată solară, eoliană, cu baterii, CHP și EMS

Sistemul funcționează ca o singură platformă energetică coordonată, nu ca produse separate de panouri fotovoltaice, baterii, eolian, diesel și rețea. Controlul EMS potrivește generarea și stocarea cu cerința de sarcină, prețurile electricității, disponibilitatea energiei regenerabile și necesitățile de rezervă.

3. Cum funcționează microrețeaua

Strategia de funcționare trebuie să fie dinamică, nu o ierarhie fixă a surselor. Energia regenerabilă este utilizată pentru sarcinile locale atunci când este disponibilă, stocarea deplasează energia în timp, electricitatea mai ieftină din rețea poate fi folosită atunci când este avantajoasă, iar CHP pornește atunci când fiabilitatea sau cerința termică necesită o generare controlabilă.

4. De ce CHP transformă microrețeaua într-un sistem mult mai important decât un simplu sistem de alimentare de rezervă

CHP transformă generatorul diesel dintr-un dispozitiv utilizat exclusiv în situații de urgență într-o sursă controlabilă de electricitate și căldură utilă. Căldura recuperată poate fi folosită pentru încălzire și pentru apă caldă menajeră sau industrială, iar stocarea apei calde separă producția de căldură de cerința de căldură. În aplicațiile off-grid, CHP poate reduce, de asemenea, capacitatea bateriei necesară în perioadele lungi cu generare redusă din surse regenerabile.

5. Exemplu de aplicație:

Microrețea pentru fabrică și fermă

Fabricile și fermele pot combina panouri fotovoltaice montate pe acoperiș sau pe teren, stocare cu baterii, energie eoliană, CHP și stocare termică pentru a asigura funcționarea continuă, cerințele de consum nocturn și sarcinile de încălzire.

O estimare reprezentativă a perioadei de recuperare este de aproximativ 3–5 ani, dar rezultatele reale depind de profilul de sarcină, prețurile energiei electrice, costurile echipamentelor, randamentul surselor regenerabile și strategia de exploatare.

Microrețea rezidențială și rurală

Pentru casele individuale, vilele și proprietățile rurale, soluția propusă este o configurație mai mică și cu zgomot redus, concentrată pe autoconsum, alimentare de rezervă, încălzire și apă caldă.

Dimensionarea finală trebuie să se bazeze pe sarcinile reale ale gospodăriei, randamentul sezonier al surselor regenerabile, autonomia bateriei și capacitatea generatorului. Independența completă față de rețeaua electrică nu trebuie presupusă fără o validare specifică locului.

6implementarea proiectului: de la evaluare până la punerea în funcțiune

O microrețea de succes necesită inginerie care depășește simpla listă de echipamente. Proiectul trebuie să parcurgă etapele de evaluare a sarcinii, proiectare personalizată, conformitate, producție, instalare, punere în funcțiune și asistență pe termen lung.

7principalele avantaje ale abordării integrate

• Reducerea costurilor electrice ale rețelei prin autoconsumul energetic solar, stocarea în baterii și gestionarea energiei în funcție de perioada de utilizare.
• Netezirea vârfurilor de consum și deplasarea consumului energetic, în locul dependenței exclusiv de generarea instantanee din surse regenerabile.
• Generare complementară solară și eoliană, cu energia eoliană poziționată ca sursă secundară în condițiile de vânt scăzut din Valencia.
• Generare diesel cu cogenerare (CHP), care asigură electricitate controlabilă și recuperare utilă a căldurii.
• Creșterea rezilienței prin rezervă pe baterii și funcționare insulară controlată de sistemul de management energetic (EMS).
• Integrarea încălzirii și a producției de apă caldă menajeră sau industrială.
• Opțiuni eoliene cu nivel scăzut de zgomot și tratament acustic pentru aplicații sensibile la zgomot.
• Monitorizare la distanță și comandă coordonată a mai multor active energetice.
• Configurații modulare pentru uzine, ferme, locuințe și proprietăți rurale.
• Suport ingineresc și de livrare „cheie în mână”, de la evaluare până la punerea în funcțiune și serviciul post-vânzare.

8. Un mod mai inteligent de a proiecta sisteme energetice în Valencia

Un microrețea trebuie proiectată având în vedere interacțiunea dintre producția de energie, consumul de energie, prețurile electricității, cerința termică și cerințele de fiabilitate. Energia solară poate asigura o generare puternică în timpul zilei, dar nu poate, prin ea însăși, acoperi cerința din seară, întreruperile rețelei electrice sau necesarul de încălzire. Energiile eoliană poate completa energia solară, dar vitezele medii scăzute ale vântului limitează rolul său. Stocarea energetică prin baterii deplasează energia în timp, în timp ce CHP oferă rezervă controlabilă și căldură utilă.

Valoarea sistemului provine, așadar, din comandarea coordonată, nu din niciun component individual. Dimensionarea finală trebuie să folosească date reale despre amplasament, inclusiv curbele de sarcină electrică, sarcinile critice, cerința de încălzire și apă caldă, resursele solare și eoliene, condițiile rețelei electrice, tarifele electrice și obiectivele economice.

9. Torchpower: Soluții energetice integrate

Torchpower oferă soluții integrale de tehnologie energetică, care includ evaluarea sistemului, proiectarea personalizată, furnizarea de echipamente, asistența pentru conformitate, livrarea, ghidarea tehnică la distanță, coordonarea punerii în funcțiune și asistența post-vânzare pe termen lung. Fiecare microrețea poate fi configurată în funcție de profilul de sarcină al locației, spațiul disponibil, bugetul, resursele regenerabile și condițiile rețelei electrice.