A hagyományos áramhálózatok világszerte és Magyarországon is egyre nagyobb nyomás alá kerülnek, ahogy robbanásszerűen emelkedik a villamosenergia-igény, tömegesen jelennek meg megújuló termelő egységek, és változnak a felhasználói szokások. Az üzemeltetőknek emellett a klímavédelemi, az ellátásbiztonsági és a megfizethetőségi szempontoknak egyszerre kell megfelelniük. Ezekre a kihívásokra kínál hatékony választ a mikrogrid.

Saját hálózat, számos előnnyel

„Egy iparvállalat telephelyét, egy irodakomplexumot vagy kisebb településeket a mikrogridek segítségével akár jelentős részben függetleníteni lehet a közcélú áramhálózattól.” – magyarázza Vass József, a Siemens Zrt. Smart Infrastructure divíziójának villamosenergia-hálózattal kapcsolatos és digitalizációs üzletfejlesztésért felelős szakembere. – „Ez rugalmasabbá, így megbízhatóbbá teszi az elektromos ellátást, csökkenti az adott felhasználó energiaszámláját, emellett a megújuló energiaforrások, például naperőművek használatával fenntartható és környezetkímélő megoldás is. Mindeközben akár egy új bevételi forrás alapjait is megteremtheti a résztvevők számára.”

Azaz ezek az önálló helyi elosztóhálózatként működő, intelligens rendszerek mindig a pillanatnyi igényeknek megfelelően és az aktuális energiaárak figyelembevételével, mesterséges intelligenciát is használva, folyamatosan finomhangolják egy-egy épület vagy akár több létesítmény energiagazdálkodását. Ehhez összefogják a hozzájuk csatlakozó villamosenergia-termelő, -tároló és -fogyasztó berendezéseket. Ezekről valós idejű adatokat kapnak okos szenzorokon és kommunikációképes eszközökön keresztül, amelyeket gyakran felhőalapú rendszerek segítségével tárolnak és elemeznek.

Kiegyensúlyozott áramellátás, a megújulók integrációjával

2027-ig várhatóan az összes új áramtermelő kapacitás mintegy 90 százalékát a megújulók tehetik ki, amelyből 80 százalék az időjárásfüggő (nap- és szélenergia) technológiákhoz fog fűződni. Ezek előrejelzési bizonytalanságai és váratlan ingadozásai rendszerszinten okozhatnak ellátásbiztonsági problémákat, amelyeket a korábbiaknál jóval magasabb fokú intelligencia és automatizáció alkalmazásával lehet elkerülni.

A mikrogridek digitális megoldások segítségével folyamatosan felügyelik az eszközök állapotát, aktuális termelését és fogyasztását, így az algoritmusokra támaszkodva pillanatokon belül, automatikusan reagálnak az energiatermelésében bekövetkező változásokra. Ezáltal képesek kiegyensúlyozni a termelési ingadozásokat és a csúcsterhelési időszakokat („peak shaving”). Az alacsony fogyasztású vagy megújulóenergia-túltermelési időszakokban eltárolják az energiát, áramszünet esetén pedig a szükséges saját kapacitásokat elindítva biztosítják a zavartalan ellátást, majd a szünetet követően újraszinkronizálják a rendszert az elosztó hálózattal.

Mikrogrides példák: e-töltés, irodaház, ipari naperőmű

Amellett, hogy a mikrogridek tiszta, jövőálló rendszerekként fenntarthatóbbá teszik az energiatermelést, skálázhatóságuknak és rugalmasságuknak köszönhetően változatos körülmények között, számos célra telepíthetőek. Tipikusan ilyen, gyorsan megtérülő befektetés lehet a hazánkban is egyre jelentősebbé váló e-mobilitás területe. Például a benzinkutak könnyebben szélesíthetik szolgáltatásaik körét elektromos töltéssel, ha a rendelkezésükre álló villamos energiát a korábbinál hatékonyabban „osztja el” egy mikrogrid rendszer.

Így ahelyett, hogy költség- és időigényes elektromos hálózati infrastruktúra-bővítésbe kellene beruházniuk, önálló rendszert is kialakíthatnak, naperőmű és energiatároló alkalmazásával. Nagyobb méretű e-flották esetében pedig a töltőegységek igény szerinti teljesítménykiosztását, vagy a holtidőkben a „felesleges” energia értékesítését is szabályozhatják mikrogriddel.

A mikrogridek emellett az áramszolgáltatóval való folyamatos kommunikáción alapuló vezérléssel nagyobb, akár akkumulátoros energiatárolóval kombinált, napelemparkok termelését szintén képesek optimalizálni. Magyarországon például már létezik olyan ipari naperőmű, amelynek szabályozását egy új, mikrogridhez hasonló technológia látja el.

Ez a szoftveres megoldás automatikusan a pillanatnyi telephelyi igényekhez igazítja a napelemek termelését. A nemzetközi szintérre kitekintve pedig a mikrogridek már többszörösen bizonyítottak: egyetemi campusok, irodaházak energiaellátását teszik hatékonyabbá, illetve fenntarthatóbbá. Például így működik a Siemens bécsi és müncheni központja is. A technológiáról készült tanulmány teljes terjedelmében, rövid regisztrációt követően, erről az oldalról letölthető.