Systemy energetyczne zintegrowane w ramach Smart Grid – propozycje

Transkrypt

PROJEKT BADAWCZY
Systemy energetyczne zintegrowane w ramach
Smart Grid – propozycje rozwiązań
modelowych dla jednostek osadniczych
UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński
dr inż. Piotr Ziembicki
STAN ISTNIEJĄCY
W chwili obecnej istnieje sztuczny
i nieefektywny podział rynków
energetycznych na sektory:
prof. dr hab. inż. Tadeusz Kuczyński, dr inż.. Piotr
Ziembicki
rynek paliw,
rynek energii elektrycznej,
pozostała gospodarka
energetyczna w tym ciepłownictwo.
Niezwykle istotne jest nowe spojrzenie na efektywne
energetycznie systemy produkcji i dostawy energii –
odejście
od sektorowego spojrzenia na rynki energetyczne i
podjęcie wyzwania optymalizacji produkcji i dostawy całej
energii użytecznej dla odbiorcy, niezależnie od jej
postaci.
Systemy energetyczne zintegrowane w ramach Smart Grid – propozycje rozwiązań modelowych dla jednostek
2
osadniczych
CELE PROJEKTU BADAWCZEGO
Ziembicki
Stworzenie metodyki przekształcenia rozdzielonych systemów
energetycznych istniejącej jednostki osadniczej w
zintegrowany system energetyczny, optymalny z punktu
widzenia produkcji, dystrybucji i zużycia energii.
Integracja produkcja i dostawy wszystkich form energii do
odbiorców za pośrednictwem inteligentnego oprogramowania,
pracującego w oparciu o zbierane online dane telemetryczne z
systemów energetycznych i budynków.
Wdrożenie opracowanych rozwiązań w formie modelowego
zintegrowanego systemu energetycznego w istniejących
jednostkach osadniczych.
Monitoring i badania wdrożonego rozwiązania połączona z
optymalizacją algorytmów sterowania i systemu decyzyjnego.
Demonstracja. Edukacja. Badania psychologiczne, społeczne
osadniczych
3
SCHEMAT BADAŃ
Realizację badań podzielono na trzy zadania badawcze
Ziembicki
analiza i zarządzanie popytem na energię w wybranej jednostce
osadniczej,
integracja obszarów technologicznych infrastruktury
elektroenergetycznej i ciepłowniczej,
zintegrowany system wspomagania decyzji oraz regulacji
adaptacyjnej systemów energetycznych oparty na analizie
danych pomiarowych w czasie rzeczywistym.
Wybór
badawczej
jednostki
osadniczej
Analiza stanu
istniejącego
Badania,
analizy,
modelowanie,
optymalizacja
Wdrożenie
Modelowa
jednostka
osadnicza
osadniczych
Monitoring i
badania
wdrożonego
zintegrowanego
systemu
energetycznego.
Edukacja. Badania
psychologiczne,
społeczne
4
ZADANIA BADAWCZE
Analiza i zarządzanie popytem na energię w wybranej
jednostce osadniczej
opracowanie zagadnienia zarządzania popytem na energię w
istniejących obiektach budowlanych w skali mikro (budynek) i
makro (gmina, miasto, dzielnica),
Ziembicki
analiza zasobów budowlanych,
określenie potencjału zmniejszenia zużycia energii pierwotnej na
wytworzenie i dystrybucje ciepła oraz jej wpływu na pracę systemu
ciepłowniczego,
analiza bilansu energii elektrycznej i cieplnej,
stworzenie i implementacja (na podstawie danych
eksploatacyjnych pozyskanych z budynków) algorytmu prognoz
zużycia energii elektrycznej i ciepła,
pełna integrację i wymiana danych i wyników z aplikacją do
wspomagania zarządzania zintegrowanym systemem energetycznym,
co pozwoli na lepsze zarządzanie produkcją i dystrybucją wszelkich
form energii.
Systemy energetyczne
zintegrowane w ramach Smart Grid – propozycje rozwiązań modelowych dla jednostek
osadniczych
5
ZADANIA BADAWCZE
Integracja obszarów technologicznych infrastruktury
elektroenergetycznej i ciepłowniczej
Ziembicki
opracowanie technicznych aspektów integracji infrastruktury
elektroenergetycznej i ciepłowniczej,
analiza możliwości poprawy wykorzystania istniejącej
infrastruktury energetycznej poprzez
optymalizację układu źródeł energii (np. ich rozproszenie),
poprawę technologii, układu i regulacji sieci ciepłowniczej,
zmianę parametrów pracy systemów energetycznych,
wykorzystanie dodatkowych źródeł energii, takich jak:
mikro i minikogeneracja; trigeneracja gazowa,
odnawialne źródła energii elektrycznej i cieplnej (wiatrowe, fotowoltaiczne,
słoneczne, geotermalne itd.),
współspalanie osadów z gospodarki ściekowej,
ciepło odzyskiwane ze ścieków gospodarczo-bytowych.
osadniczych
6
ZADANIA BADAWCZE
elektroenergetycznej i ciepłowniczej (c.d.)
opracowanie optymalnego sposobu pozyskiwania i gromadzenia
energii odnawialnej na potrzeby grzewcze i chłodnicze poprzez
Ziembicki
określenie zasobów energii odnawialnej możliwej do pozyskania, po
racjonalnych kosztach, w warunkach zabudowy miejskiej oraz analizę i
wybór optymalnej technologii,
analiza styku systemu elektroenergetycznego i ciepłowniczego,
np. przy wykorzystaniu kogeneracji czy konwersji nadmiarowej
energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych na inne formy
przykład: wykorzystanie ciepła w silnikach Stirlinga do produkcji energii
elektrycznej czy energii elektrycznej z ogniw fotowoltaicznych do
podgrzewu ciepłej wody użytkowej).
osadniczych
7
ZADANIA BADAWCZE
Ziembicki
określenie optymalnych parametrów pracy agregatów mikro
i minikogeneracyjnych pracujących na potrzeby grzewcze,
przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wentylacji i
technologii,
opracowanie optymalnej technologii gromadzenia i
przechowywania ciepła,
zdefiniowanie metodyki i algorytmu doboru pojemności zasobników
ciepła,
określenie parametrów gromadzonego czynnika (różne rozwiązania np.
centralne zasobniki zewnętrzne, np. w odwiertach, czy lokalne
niewielkie zasobniki zlokalizowane blisko źródeł ciepła),
zasobniki ciepła wykorzystujące materiały zmiennofazowe (PCM),
możliwości wykorzystania sieci ciepłowniczej jako bufora ciepła
(wykorzystanie pojemności cieplnej nośnika krążącego w sieci),
osadniczych
8
ZADANIA BADAWCZE
Ziembicki
stworzenie oprogramowania komputerowego przeznaczonego do
symulacji współpracy systemu ciepłowniczego z zasobnikiem lub
zasobnikami ciepła.
opracowanie możliwości wykorzystania ciepła nadmiarowego (np.
nie wykorzystanego w budynku, pochodzącego z mikrokogeneracji
w okresach letnich, czy produkowanego w układach pozyskiwania
energii odnawialnej) do zasilania systemu ciepłowniczego, w
szczególności:
rozwiązanie problemu różnicy w parametrach czynnika sieciowego i
czynnika w instalacjach,
opracowanie algorytmu regulacji pracy sieci zasilanej ciepłem
nadmiarowym, w szczególności regulacji pracy scentralizowanego
źródła ciepła,
analiza możliwości wydzielania w ramach systemu ciepłowniczego
fragmentów
wSmart
celuGridzmiany
pracy
dla wykorzystania
Systemy energetyczne
zintegrowanesieci
w ramach
– propozycjeparametrów
rozwiązań modelowych
dla jednostek
osadniczych
ciepła nadmiarowego,
9
ZADANIA BADAWCZE
Zintegrowany system wspomagania decyzji oraz regulacji
adaptacyjnej systemów energetycznych opartej na
analizie
w czasie rzeczywistym danych pomiarowych
Ziembicki
opracowanie systemu zbierania danych online z podstawowych
elementów zintegrowanych systemów energetycznych,
stworzenie oprogramowania opartego na silnych algorytmach
analitycznych i wspieranego metodami sztucznej inteligencji,
pozwalającego na analizę w czasie rzeczywistym zbieranych
danych pomiarowych oraz wspomaganie na tej podstawie
zarządzania zintegrowanymi systemami energetycznymi,
implementacja modułów przeznaczonych do integracji z
urządzeniami automatyki regulacyjnej i sterującej zlokalizowanymi
w sieci elektroenergetycznej i ciepłowniczej, a także w źródłach
energii zarówno centralnym jak i rozproszonych.
osadniczych
10
ZADANIA BADAWCZE
analizie
Ziembicki
rozpoznanie stanu prawnego oraz zaproponowanie rozwiązań
prawnych i organizacyjnych definiujących możliwości
współdzielenia zasobów informatycznych oraz danych
pochodzących z systemów energetycznych i odbiorców energii i
służących optymalizacji oraz integracji systemów energetycznych
w ramach Smart Grid,
zdefiniowanie optymalnych sposobów integracji rozproszonych
źródeł mikro i minikogeneracyjnych z siecią ciepłowniczą i
elektroenergetyczną.
osadniczych
11
ZADANIA BADAWCZE
analizie
Ziembicki
zaproponowanie inteligentnej i zintegrowanej infrastruktury
pomiarowej dla różnych nośników i postaci energii, a także
określenie reguł i założeń inteligentnego zintegrowanego systemu
energetycznego z uwzględnieniem wszystkich jego elementów,
tzn.:
systemów BMS budynków, gromadzących i analizujących dane o
zużyciu energii w poszczególnych obiektach,
źródeł ciepła (zarówno scentralizowanych jak i grupowych oraz
lokalnych),
agregatów mikrokogeneracyjnych,
systemów pozyskiwania energii odnawialnej,
zasobnika lub zasobników ciepła.
osadniczych
12
ZADANIA BADAWCZE
analizie
opracowanie optymalnej infrastruktury informatycznej obejmującej
Ziembicki
sieci teleinformatyczne niezbędne do przesyłania danych pomiarowych
oraz sygnałów sterujących,
zasoby sprzętowe
serwery,
aktywne urządzenia sieciowe,
systemy zabezpieczające przed nieautoryzowanym dostępem,
systemy backupowe oraz redundacja przetwarzania i przechowywania
danych,
których zbudowanie oraz wdrożenie i skonfigurowanie będzie niezbędne
do prawidłowego funkcjonowania systemów energetycznych
zintegrowanych w ramach Smart Grid.
osadniczych
13
WDROŻENIE WYNIKÓW BADAŃ
Kluczowym elementem projektu badawczego będzie
wdrożenie wyników (budyowa zintegrowanego systemu
energetycznego) w wybranych jednostkach osadniczych.
Zbudowane i wdrożone będą wszystkie elementy badane
w czasie projektu.
Efektem prac wdrożeniowych będzie działający
zintegrowany system energetyczny (ciepłowniczy z
elektroenergetycznym) z wbudowanymi buforami ciepła,
źródłami energii odnawialnej na potrzeby produkcji
energii elektrycznej i ciepła oraz agregatami
mikrokogeneracyjnymi.
Wdrożone rozwiązania powinny być zintegrowane przy
pomocy automatyki regulacyjnej pracującej w ramach
systemu ciepłowniczego, budynków oraz sieci
14
osadniczych
energetycznej.
Ziembicki
SYSTEM DORADZTWA ENERGETYCZNEGO
System będzie oparty na nowoczesnym oprogramowaniu
integrującym bazy danych oraz aplikacje komputerowe w
ramach jednego, kompleksowego serwisu internetowego.
Celem systemu będzie
opracowanie, na podstawie wyników poszczególnych zadań
badawczych, zestawu spójnych wyników, narzędzi
komputerowych i wytycznych pozwalających na korzystanie z
efektów prac badawczych poprzez inżynierów, projektantów,
inwestorów, deweloperów, a także osoby decydujące o
prowadzeniu polityki energetycznej na poziomie gmin czy miast.
zapoznanie społeczeństwa z korzyściami płynącymi z
optymalizacji gospodarki energetycznej jednostek
urbanistycznych,
poprawa świadomości mieszkańców, oraz zwiększaniem
możliwości przeprowadzania przedsięwzięć w tym zakresie,
Systemy
energetyczne zintegrowane
w ramach Smart
Grid – propozycje producentów
rozwiązań modelowych dlaijednostek
edukacja
społeczna
odbiorców,
dystrybutorów
osadniczych
energii,
Ziembicki
15
SYSTEM DORADZTWA ENERGETYCZNEGO
System będzie oparty na nowoczesnym oprogramowaniu
integrującym bazy danych oraz aplikacje komputerowe w
ramach jednego, kompleksowego serwisu internetowego.
Celem systemu będzie
Ziembicki
opracowanie i przeprowadzenie kampanii promującej wyniki
badań, a także przygotowanie spójnego systemu prezentacji
efektów prac badawczych,
przygotowanie, udostępnienie i promocja materiałów
szkoleniowych i promujących rozwiązania,
opracowanie i udostępnienie systemu pozwalającego na zbieranie
i analizę uwag, sugestii i propozycji użytkowników systemów
energetycznych, a także wyników badań psychologicznych i
socjologicznych związanych z ich implementacją
osadniczych
16
Ziembicki
ZAKOŃCZENIE
Dziękuję za uwagę!
osadniczych
17

Systemy energetyczne zintegrowane w ramach Smart Grid – propozycje

Transkrypt

Podobne dokumenty

Rozwiązania transmisyjne dedykowane dla sieci Smart Grid

Pobierz - Atende S.A.

Pobierz

10.10 Uroczyste otwarcie wydarzenia i przywitanie gości przez Jego