Centrum Energetyki Prosumenckiej. Konwersatorium Inteligentna Energetyka

Transkrypt

1 Politechnika Śląska Centrum Energetyki Prosumenckiej Wydział Elektryczny Instytut Elektrotechniki i Informatyki Konwersatorium Inteligentna Energetyka Nowy rynek energii elektrycznej, energetyka NI i symulator hybrydowy gminnej gospodarki energetycznej Interfejs PME Moduły analizy wpływu sterowania odbiornikami (DSM/DSR) na wykorzystanie OZE z uwzględnieniem zasobników energii dr inż. Krzysztof Bodzek dr inż. Robert Wójcicki Gliwice, 26 kwietnia 2016

2 Analiza porównawcza rozwiązao dla instalacji prosumenckich Wykorzystanie programów taryfowych Sied jako magazyn energii Akumulator elektryczny Zarządzanie popytem DSM/DSR 2

3 Instalacja rzeczywista Założenia Dom o powierzchni około 200m2, energooszczędny Produkcja - ogniwa PV 4,4 kw Wybrane odbiorniki instalacji prosumenckiej: - pompa ciepła z magazynem ciepła (ogrzewanie podłogowe), - rekuperator, - zmywarka, - lodówka, - pralka, - inne urządzenia domowe

4 Instalacja rzeczywista Pobór w roku 2015

5 Instalacja rzeczywista Produkcja z ogniw PV rok 2015

6 Instalacja rzeczywista Bilans mocy niedobory i nadmiary

7 Instalacja rzeczywista Energia elektryczna kupiona z WEK czarny Energia elektryczna sprzedana do WEK zielony

8 Programy taryfowe

9 Instalacja rzeczywista - taryfa G11 Produkcja wykorzystana na potrzeby własne zastosowano mechanizmy zarządzania odbiornikami Nadwyżka sprzedana do WEK Cena zakupu energii: 0,56 PLN Cena sprzedaży energii: 0,16 PLN Zapotrzebowanie 7,47 MWh koszt bez PV 4182 PLN Produkcja 4,08 MWh 652 PLN Kupione z WEK 5,16 MWh 2890 PLN Sprzedane do WEK 1,78 MWh 284 PLN Bilans -3,39 MWh Roczny koszt energii elektrycznej: 2606 PLN (oszczędnośd 1576 PLN rachunki mniejsze o 38%)

10 Instalacja rzeczywista - taryfa G12w Produkcja wykorzystana na potrzeby własne Cena zakupu energii: taryfa dzienna: 0,7365 PLN taryfa nocna: 0,2668 PLN Cena sprzedaży energii: 0,16 PLN Nadwyżka sprzedana do WEK Zapotrzebowanie 7,47 MWh koszt bez PV 3012 PLN (mniej o 1170 PLN niż w G11) - taryfa dzienna 2,17 MWh 1598 PLN - taryfa nocna 5,30 MWh 1414 PLN Produkcja 4,08 MWh Kupione z WEK 5,16 MWh - taryfa dzienna 1,18 MWh 868 PLN - taryfa nocna 3,98 MWh 1063 PLN Sprzedane do WEK 1,78 MWh 284 PLN Bilans -3,39 MWh Roczny koszt energii elektrycznej: 1647 PLN (oszczędnośd 1365 PLN rachunki mniejsze o 45%)

11 Sied jako magazyn energii

12 Sied jako magazyn energii Obecnie: wąska definicja prosumenta (osoby fizyczne nie prowadzące DG) półroczne bilansowanie tylko energii bez dystrybucji i opłaty jakościowej Planowane przez Ministerstwo po 1 lipca - zapowiedzi (?): szeroka definicja prosumenta (m.in. obejmująca JST) pełne bilansowanie (energia+dystrybucja) o współczynnikach: 1:0,7 dla instalacji o mocy do 7kW 1:0,5 dla instalacji o mocy od 7kW do 40kW 1:0,3 dla instalacji korzystających z dofinansowania ryzyko nie wiadomo co w rzeczywistości będzie po 1 lipca

13 Instalacja rzeczywista - taryfa G12w + bilansowanie Produkcja wykorzystana na potrzeby własne Nadwyżka energii zbilansowana w sieci (dotychczasowe warunki) Wykorzystane bezpośrednio na potrzeby własne Zbilansowane w taryfie dziennej: Zbilansowane w taryfie nocnej: 2,3 MWh 1 MWh 0,78 MWh Kupione z WEK 3,38 MWh - taryfa dzienna 0,18 MWh 132 PLN - taryfa nocna 3,2 MWh 853 PLN Koszt bilansowania obowiązujące warunki - taryfa dzienna 1 MWh *322zł 322 PLN - taryfa nocna 0,78 MWh * 65zł 50 PLN nowe zasady (1:0,7) - taryfa dzienna 1 MWh *222zł 221 PLN - taryfa nocna 0,78 MWh * 80zł 62 PLN Roczny koszt energii elektrycznej przy bilansowaniu: energii 1357 PLN (oszczędnośd 1655 PLN rachunki mniejsze o 55%) 1:0, PLN (oszczędnośd 1744 PLN rachunki mniejsze o 58%)

14 Dobór akumulatora dla istniejącej instalacji

15 Algorytm sterowania akumulatorem Uwzględnienie ograniczeo akumulatora Ograniczenie poboru w taryfie dziennej (taryfa G12w ster. AKU) Brak prognozowania produkcji Dodatkowe doładowanie akumulatora poza szczytem w dni robocze: Do wartości SoC% = 90 % gdy: dolina nocna (0:00 6:00) Do wartości SoC% = 70 % gdy: zima (listopad marzec) i dolina dzienna (13:00 15:00) Do wartości SoC% = 60 % gdy: lato (kwiecieo październik) i dolina dzienna (13:00 15:00)

16 Straty MWh Dobór akumulatora Roczne straty w akumulatorze 0,4 Taryfa G11 Taryfa G12w Taryfa G12w ster. AKU 0,3 0,2 0, n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al Pojemnośd akumulatora kwh

17 Kupione z WEK MWh Dobór akumulatora Kupione z WEK Taryfa G11 Taryfa G12w Taryfa G12w ster. AKU 5,3 5,1 4,9 4,7 4,5 4,3 4,1 3,9 3,7 3, n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al Pojemnośd akumulatora kwh

18 Kupione z WEK MWh Dobór akumulatora Kupione z WEK 6 Taryfa G12w Taryfa G12w - dzienna Taryfa G12w nocna n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al Pojemnośd akumulatora kwh

19 Kupione z WEK MWh Dobór akumulatora Kupione z WEK Taryfa G12w ster. AKU Taryfa G12w ster. AKU - dzienna Taryfa G12w ster. AKU - nocna n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al Pojemnośd akumulatora kwh

20 Sprzedane do WEK MWh Dobór akumulatora Sprzedane do WEK Taryfa G11 Taryfa G12w Taryfa G12w ster. AKU 2,001 1,801 1,601 1,401 1,201 1,001 0,801 0,601 0,401 0,201 0, n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al Pojemnośd akumulatora kwh

21 Koszt roczny PLN Dobór akumulatora Koszt roczny zakupu energii elektrycznej 01908n190808al Taryfa G11 Taryfa G12w Taryfa G12w ster. AKU 01906n190606al 01905n190505al 01904n190404al 01902n190202al 01901n190101al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al 01900n190000al Pojemnośd akumulatora kwh

22 Internet Rzeczy i zarządzanie popytem DSM/DSR

23 Uproszczony model symulacyjny prosumenta Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną Urządzenie Podczas cyklu [kwh] Dobowe [kwh] Roczne [kwh] Lodówka 0,046 0, Zmywarka 1,23 1, Pralka 0,97 0, Łącznie: 2,36 862

24 Profile urządzeo AGD

25 Skutecznośd strategii sterowania urządzeniami (PV o mocy 5 kw)

26 Podsumowanie i wnioski Aktywne wykorzystanie taryf wraz z mechanizmami zarządzania popytem (DSR) przynosi bardzo duże oszczędności Sterowanie popytem powinno byd zintegrowane z: bieżącą i prognozowaną produkcją ze źródeł OZE cenami energii: dostępne taryfy, w przyszłości taryfa dynamiczna algorytmami zarządzania odbiornikami energii elektrycznej magazynami ciepła siecią jako magazynem energii zasobnikami akumulatorowymi Sied jako magazyn energii dodatkowo poprawia opłacalnośd instalacji OZE, ale ze względu na niestabilnośd prawa trudno uwzględniad ten mechanizm przy planowaniu inwestycji Wykorzystanie akumulatorów pozwala na znaczące obniżenie potrzeb zakupu energii elektrycznej w szczycie Akumulatory mogą pozwolid na udostępnianie dodatkowych usług sieciowych, np. redukcji zapotrzebowania na moc w szczycie Koszty wykorzystania akumulatorów na dzieo dzisiejszy są jeszcze wysokie (straty, trwałośd, cena), ale szybko spadają