PV-ESTIA: Πράσινα κτήρια - «μπαταρίες» σε Θεσσαλονίκη και Κοζάνη

09:41 3/12/2019 - Πηγή: Green agenda

Συνέντευξη στον Νίκο Αβουκάτο

Το Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας του ΑΠΘ συμμετέχει στο νέο ερευνητικό έργο με τίτλο «Επαυξάνοντας την αποθήκευση ενέργειας σε κτήρια με φωτοβολταϊκά» – Enhancing storage integration in buildings with photovoltaics (PV-ESTIA). Το έργο υλοποιείται σε 4 χώρες: Ελλάδα, Κύπρο, Β. Μακεδονία και Βουλγαρία.

Σε συνέντευξή του στη Greenagenda.gr,

ο Γρηγόρης Κ. Παπαγιάννης, καθηγητής του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχ. & Μηχ. Υπολογιστών και επικεφαλής του Εργαστηρίου Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας, εξηγεί ότι το ερευνητικό έργο PV-ESTIA επιδιώκει την προώθηση της ενσωμάτωσης φωτοβολταϊκών συστημάτων και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας σε εμπορικά κτήρια και κτήρια κατοικιών, διευκολύνοντας έτσι τη μετατροπή τους σε κτήρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας (Nearly Zero Energy Buildings – NZEBs).

Οι πρωταρχικοί στόχοι του ερευνητικού έργου PV-ESTIA, σύμφωνα με τον κ. Παπαγιάννη, είναι να:

Ενισχύσει την ενσωμάτωση των ΦΒ και των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας (ΣΑΕ) στο κτηριακό περιβάλλον σε 5 πιλοτικές περιοχές, διευκολύνοντας έτσι τη μετάβαση σε κτήρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας.Αναγνωρίσει και να αντιμετωπίσει τους φραγμούς στην ανάπτυξη των ΦΒ.Παράσχει νέες λύσεις ενεργειακής διαχείρισης για οικιακά και εμπορικά κτήρια, λαμβάνοντας υπόψη τις αλληλεπιδράσεις με το ηλεκτρικό δίκτυο.Μετατρέψει τα κτήρια σε ελεγχόμενες πηγές ενέργειας.Σχεδιάσει και να προτείνει κατάλληλες πολιτικές και κανονισμούς.

Τα κύρια αποτελέσματα του ερευνητικού έργου είναι:

Ένα καινοτόμο σχήμα διαχείρισης του υβριδικού συστήματος ΦΒ και ΣΑΕ, ώστε τα κτήρια να γίνουν «φιλικότερα» προς το ηλεκτρικό δίκτυο.Ένα γενικευμένο μοντέλο αξιολόγησης πολιτικών που σχετίζονται με την εφαρμογή τέτοιων υβριδικών συστημάτων.Ένα ηλεκτρονικό εργαλείο το οποίο να εκτιμά τη βιωσιμότητα τέτοιων συστημάτων.Ένα προηγμένο εργαλείο αξιολόγησης σεναρίων πολιτικών διαχείρισης.Ένα σύνολο εισηγήσεων για κοινούς κανονισμούς και πολιτικές σε μορφή οδικού χάρτη για την περιοχή της Βαλκανικής Μεσογείου προς τους διαχειριστές δικτύων διανομής και λοιπούς ενδιαφερόμενους φορείς.

Σήμερα σε ποιο στάδιο βρισκόμαστε;

Στο πρώτο στάδιο του έργου ολοκληρώθηκε η διερεύνηση των προβλημάτων που εμποδίζουν την περαιτέρω διείσδυση ΦΒ στο ηλεκτρικό δίκτυο της κάθε χώρας-εταίρου. Στο πλαίσιο αυτό, αναζητήθηκαν οι υπάρχουσες πολιτικές σχετικά με την εγκατάσταση ΦΒ και συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από ιδιώτες, καθώς και το ισχύον νομοθετικό πλαίσιο κάθε χώρας σχετικά με τα Κτήρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης. Παράλληλα, σε εργαστηριακό επίπεδο αναπτύχθηκε μία καινοτόμος στρατηγική ελέγχου για συστήματα ΦΒ με αποθήκευσης ενέργειας, που στόχο έχει να καταστήσει τα κτήρια φιλικότερα προς το ηλεκτρικό δίκτυο. Το σχήμα ελέγχου ερευνάται μέχρι και σήμερα, με σκοπό την ανάπτυξη των πιο αποδοτικών και άμεσα εφαρμόσιμων στρατηγικών ελέγχου.

Στο αμέσως επόμενο στάδιο, οι εταίροι αναζήτησαν και οργάνωσαν την εγκατάσταση πιλοτικών εφαρμογών με στόχο τη δοκιμή της νέας στρατηγικής ελέγχου σε πραγματικό επίπεδο. Οι πιλοτικές εγκαταστάσεις έχουν υλοποιηθεί σε μεγάλο βαθμό στις περισσότερες χώρες-εταίρους, ενώ καταγράφεται ήδη με λεπτομέρεια η ενεργειακή συμπεριφορά των πιλοτικών εγκαταστάσεων. Συγκεκριμένα σε κάθε πιλοτική εγκατάσταση μετράται η παραγωγή του ΦΒ συστήματος, η κατανάλωση του κτιρίου καθώς και η διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης του συστήματος αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Ακόμη, έχει αναπτυχθεί ένα υπολογιστικό εργαλείο για την αξιολόγηση της βιωσιμότητας συστημάτων ΦΒ-και-αποθήκευσης, καθώς και ένα πιο προηγμένο και σύνθετο υπολογιστικό εργαλείο αξιολόγησης σεναρίων για την εφαρμογή διαφορετικών πολιτικών διαχείρισης. Τα εργαλεία αυτά βρίσκονται στην τελική φάση δοκιμών πριν τη δημοσιοποίηση τους στο ευρύ κοινό.

Τέλος, στην παρούσα φάση οι εταίροι του έργου εργάζονται επάνω την ανάπτυξη προτάσεων για πολιτικές που θα στοχεύουν στην προώθηση συστημάτων ΦΒ με αποθήκευση ενέργειας και των σχετικών τεχνικών οδηγιών, που θα μπορούσαν να εφαρμοστούν από κοινού σε όλες τις χώρες της Βαλκανικής και Μεσογείου.

Πιλοτικές Δραστηριότητες

Φωτοβολταϊκά συστήματα

Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας τεχνολογίας LiFePO4 & LTO

Υβριδικοί αντιστροφείς

Εξοπλισμός για την καταμέτρηση και τη διαχείριση της ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας

Λήψη, επεξεργασία και απεικόνιση των μετρούμενων δεδομένων

Έξυπνοι μετρητές σε εγκαταστάσεις ιδιοπαραγωγών και καταναλωτών

Ποιες είναι αυτές οι πιλοτικές εφαρμογές;

Στο πλαίσιο του ερευνητικού έργου PV-ESTIA, η απόδοση του προτεινόμενου Καινοτόμου Συστήματος Διαχείρισης ΦΒ και ΣΑΕ θα αξιολογηθεί διεξοδικά σε πραγματικές συνθήκες. Οι πιλοτικές εγκαταστάσεις έχουν επιλεγεί προσεκτικά με σκοπό να εξεταστεί αν και με ποιο τρόπο η διαστασιολόγηση των ΣΑΕ και οι διάφορες γεωγραφικές συνθήκες επηρεάζουν την απόδοση του προτεινόμενου καινοτόμου συστήματος διαχείρισης.

Οι πιλοτικές εγκαταστάσεις υλοποιούνται στις παρακάτω πόλεις:

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, ΕΛΛΑΔΑ:

Το κτήριο της Επιτροπής Ερευνών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης έχει επιλεγεί ως πιλοτική εγκατάσταση, για την τοποθέτηση τόσο ενός ΦΒ συστήματος δυναμικότητας 15 kWp, όσο και ενός ΣΑΕ χωρητικότητας 15 kWh.

ΚΟΖΑΝΗ, ΕΛΛΑΔΑ:

Σε αυτήν την πιλοτική εγκατάσταση, ένα ΣΑΕ χωρητικότητας 20 kWh έχει προστεθεί στο ήδη εγκατεστημένο ΦΒ σύστημα των 20 kWp, στο κτήριο των φοιτητικών εστιών του Κέντρου Τεχνολογικής Έρευνας Δυτικής Μακεδονίας.

ΛΕΥΚΩΣΙΑ, ΚΥΠΡΟΣ:

ΣΑΕ με ονομαστική χωρητικότητα 9,8 kWh προστέθηκαν σε πέντε διαφορετικούς ιδιοπαραγωγούς με εγκατεστημένα ΦΒ συστήματα. Επιπροσθέτως, ένα ΣΑΕ των 29,7 kWh έχει προστεθεί στην ήδη υπάρχουσα ΦΒ εγκατάσταση στο κτήριο της δημοτικής αρχής της Λευκωσίας.

ΠΛΟΒΝΤΙΒ, ΒΟΥΛΓΑΡΙΑ:

Πέντε ιδιοπαραγωγοί έχουν επιλεγεί για την εγκατάσταση ΣΑΕ ονομαστικής χωρητικότητας 9,6 kWh.

ΣΚΟΠΙΑ, ΒΟΡΕΙΑ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ:

Μπαταρία 7 kWh τεχνολογίας λιθίου τιτανίου (LTO) έχει εγκατασταθεί στο κτήριο της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογιών Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο Αγίων Κυρίλλου και Μεθοδίου στα Σκόπια.

Σε αυτήν την πορεία προς την ενεργειακή αποτελεσματικότητα σε Έξυπνα Κτήρια ποια θα είναι τα οικονομικά και τα περιβαλλοντικά οφέλη;

Οι ενεργειακοί στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το 2030 προβλέπουν την ένταξη των κτηρίων Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (Nearly Zero Energy Buildings - NZEBs) στο κτιριακό απόθεμα. Τα NZEBs χαρακτηρίζονται από μειωμένη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ παράλληλα οι περισσότερες από τις ενεργειακές τους ανάγκες καλύπτονται τοπικά από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και κυρίως από Φωτοβολταϊκά (ΦΒ). Συνεπώς, αναμένεται ότι στα επόμενα χρόνια θα συνδεθεί στα υπάρχοντα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας ένας σημαντικός αριθμός νέων ΦΒ συστημάτων, θέτοντας έτσι νέες προκλήσεις στην ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία των δικτύων στα οποία εγκαθίστανται. Καθώς ο αριθμός των ΝΖΕΒs αυξάνεται, η ενσωμάτωση ΦΒ συστημάτων στα ηλεκτρικά δίκτυα διανομής της περιοχής των Βαλκανίων θα αποτελέσει μεγάλη πρόκληση. Επομένως, θα πρέπει να υιοθετηθούν κατάλληλες πολιτικές και κανονιστικά πλαίσια, ώστε τα κτήρια να γίνουν 'φιλικότερα' προς το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Αυξημένα επίπεδα διείσδυσης ΦΒ συστημάτων μπορεί όμως να οδηγήσουν σε υψηλή καταπόνηση των ηλεκτρικών δικτύων τις ώρες που η παραγωγή από τα ΦΒ είναι μεγάλη. Τα πιθανά λειτουργικά προβλήματα περιλαμβάνουν τις υπερτάσεις, την υπερφόρτιση του εξοπλισμού του δικτύου, καθώς και τα προβλήματα που αφορούν στα συστήματα προστασίας από σφάλματα. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά αυτές οι προκλήσεις, η ενσωμάτωση Συστημάτων Αποθήκευσης Ενέργειας (ΣΑΕ) στα NZEBs θεωρείται η πιο πολλά υποσχόμενη λύση.

Με την αντιμετώπιση λοιπόν των τεχνικών αυτών προκλήσεων θα επιτραπεί η περαιτέρω διείσδυση ΦΒ, αυξάνοντας έτσι το ποσοστό συμμετοχής των ΑΠΕ στο ενεργειακό μίγμα κάθε χώρας. Επιτυγχάνουμε λοιπόν με τα Έξυπνα Κτίρια μικρότερη εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα και μεγαλύτερη αξιοποίηση ΑΠΕ. Τα οικονομικά οφέλη από την άλλη είναι πολλαπλά για έναν ιδιοπαραγωγό με ΦΒ. Οι τελευταίες αποφάσεις της ΕΕ σχετικά με τις ΑΠΕ περιλαμβάνουν νέα νομικά πλαίσια που δεν πριμοδοτούν τους ιδιοπαραγωγούς με υψηλά ποσά αποζημίωσης, αλλά ενισχύουν την ιδιοκατανάλωση της παραγόμενης ενέργειας. Στο πλαίσιο αυτό, και λαμβάνοντας υπόψιν τη συνεχή πτωτική πορεία του κόστους των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, η χρήση μπαταριών φαίνεται να είναι η πιο πολλά υποσχόμενη λύση για έναν ιδιώτη που θέλει να επενδύσει σε ΦΒ, ή για μια κατοικία που στοχεύει να μετατραπεί σε NZEB.

Πού έχουμε τις εφαρμογές όλων αυτών;

Οι ενεργειακοί στόχοι της Ευρωπαϊκής Ένωσης για το 2030 περιλαμβάνουν την άμεση κατασκευή κτηρίων Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας (Nearly Zero Energy Buildings - NZEBs) και τη σταδιακή ενργειακή αναβάθμιση του υφιστάμενου κτιριακού αποθέματος ώστε να γίνει NZEB. Τα NZEBs χαρακτηρίζονται από μειωμένη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ παράλληλα οι περισσότερες από τις ενεργειακές τους ανάγκες καλύπτονται τοπικά από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και κυρίως από Φωτοβολταϊκά. Τα ολοκληρωμένα συστήματα ΦΒ και αποθήκευσης ενέργειας αφορούν όλους τους οικιακούς καταναλωτές και τον τριτογενή τομέα.

Τι μας δείχνουν τα αποτελέσματα;

Το κανονιστικό πλαίσιο πρέπει να αναβαθμιστεί ώστε να επιτρέπει τη μεγαλύτερη διείσδυση ΦΒ στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Πρέπει να υιοθετηθούν πολιτικές που θα προωθούν τα ολοκληρωμένα συστήματα ΦΒ και αποθήκευσης στον οικιακό και τριτογενή τομέα.

Πρέπει να ενημερωθούν κατάλληλα και να ευαισθητοποιηθούν οι εμπλεκόμενοι φορείς.

Ο στόχος φιλικότερων κτηρίων προς το δίκτυο μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση ολοκληρωμένων συστημάτων ΦΒ και αποθήκευσης ενέργειας, που θα λειτουργούν κάτω από απλές και εφαρμόσιμες στρατηγικές ελέγχου.

Τα λογισμικά που αναπτύσσονται στα πλαίσια του έργου θα αποτελέσουν χρήσιμο εργαλείο τόσο για τους υποψήφιους επενδυτές σε συστήματα ΦΒ-και-αποθήκευσης, όσο και τους ειδικούς φορείς (μηχανικούς, διαχειριστές δικτύων, ειδικοί χάραξης πολιτικών κλπ).

Ημερίδα την Πέμπτη

Στο πλαίσιο του έργου PV-Estia, το Εργαστήριο Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας διοργανώνει διεθνή ημερίδα για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας σε κτήρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας («Towards an efficient implementation of storage in buildings. Experiences and good practice») την Πέμπτη, στη Θεσσαλονίκη, στο ξενοδοχείο The MET.

Σκοπός της ημερίδας είναι να παρουσιάσει τις εμπειρίες από την εφαρμογή της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε παραγωγούς καταναλωτές (prosumers) σε χώρες της Βαλκανικής και της Ευρώπης, τα θεσμικά πλαίσια που ισχύουν, αλλά και τις προοπτικές για τη μετάβαση σε ένα σύγχρονο και ευφυές δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Παράλληλα, στοχεύει να αποτελέσει ένα σημείο συνάντησης ειδικών από Ευρωπαϊκές χώρες και ανταλλαγής απόψεων και ιδεών πάνω στα θέματα που αφορούν στις εφαρμογές της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε κτήρια σχεδόν μηδενικής κατανάλωσης ενέργειας και σε ενεργειακές κοινότητες.

Το αναλυτικό πρόγραμμα της Ημερίδας ΕΔΩ.

Περισσότερες πληροφορίες για το έργο και τους στόχους του θα βρείτε στην ιστοσελίδα του έργου https://www.pv-estia.eu/

Διαβάστε ακόμη για την αποθήκευση ενέργειας σε κτήρια