„Eficiență Energetică în case inteligente, clădiri inteligente și rețele inteligente” este un proiect finanțat cu sprijinul granturilor acordate de Islanda, Liechtenstein și Norvegia prin mecanismele financiare SEE România 2014-2021, în cadrul Programului de Energie din România.

Finanțat de

Norway Grants

Rețele inteligente

Realizarea rețelelor inteligente implică modernizarea celor existente dar și extinderea, crearea de noi conexiuni pentru integrarea parcurilor de energie din surse regenerabile, a prosumatorilor și facilitarea acestui dialog bi-direcțional, cu utilizarea activă a stocării sub mai multe forme și vectori energetici.

Cum pregătim rețelele de distribuție pentru valul de prosumatori și producătorii de energie verde?

În luna ianuarie a anului trecut puțin peste 44.000 de prosumatori erau conectați la rețeaua de distribuție a energiei electrice. La finalul lunii noiembrie, conform datelor ANRE, clubul prosumatorilor s-a metamorfozat într-o comunitate impresionantă de 107.001 membri, mai mult decât dublu față de începutul de an. Creșterea spectaculoasă a coincis cu o expansiune substanțială a capacității de producție de la 478 MW în ianuarie 2023 la 1.400 MW în noiembrie*.

Practic sunt conectați la rețea, în medie, 300 de prosumatori pe zi. Tendința este îmbucurătoare. Asistăm la un veritabil “val” de prosumatori atât gospodării, cât și operatori economici care la nivelul clădirilor și halelor industriale instalează în special centrale fotovoltaice pentru autoconsum.

Ambele sectoare de consum devin în tot mai mare măsură și producătoare de energie electrică, acoperindu-și parțial sau integral consumul pe durata zilei. Acest lucru se numește asigurarea suficienței energetice.

Creșterea rapidă a numărului de prosumatori vine cu o serie de provocări pentru rețelele de distribuție. În miezul zilei, avem un excedent semnificativ de energie produsă local și injectată în rețea, urmată de perioadele de seara, noaptea și dimineața când alimentarea cu energie electrică este asigurată exclusiv din rețea.

Așadar, structura tradițională a sistemelor energetice, care până acum ne-a obișnuit cu alimentarea unidirecțională a energiei dinspre centralele mari, prin rețelele de transport, apoi prin rețelele de distribuție și până la consumatori, iată că în cazul prosumatorilor implică o circulație bidirecțională a energiei, atât tradițional dinspre rețea spre consumator, cât și dinspre prosumator spre rețea și alimentarea altor consumatori cu excedentul produs.

Efectul prosumatorilor face ca rețelele de transport și distribuție a energiei să devină căi de alimentare bidirecțională, care trebuie să fie permanent pregătite să livreze, dar și să preia energie.

Pentru ca acest regim de funcționare să fie asigurat continuu și flexibil pentru prosumatorii și consumatorii de energie, este necesară menținerea calității energiei în parametrii reglementați: nivelul de tensiune trebuie să se păstreze cu fluctuații cât mai mici, pentru a nu perturba consumatorii și nivelul distorsiunii armonice trebuie să se încadreze în limitele admise (popular spus, semnalele de tensiune și curent trebuie să rămână “curate”).

Aici vine provocarea, fiindcă în momentul în care un prosumator generează energie excedentară în rețea, automat și nivelul tensiunii din rețea crește și poate ajunge prea ridicat atât pentru prosumatorul în cauză, cât și pentru consumatorii vecini.

Să luăm un exemplu ipotetic: avem un grup de case, toate cu sisteme fotovoltaice și, implicit, prosumatori racordați la rețea. Peste zi, când avem cer senin și soare din plin, producția de energie atinge cote maxime în același timp în care consumul de energie al fiecărei locuințe este minim, proprietarii fiind în majoritate plecați la serviciu. Avem astfel o producție importantă de energie injectată în rețea. Apare însă acest fenomen nedorit, de creștere a nivelului tensiunii din rețea monofazat de la 230 V la 260-270 V, fluctuant, motiv pentru care, intempestiv, protecțiile electrice ale sistemelor fotovoltaice declanșează și deconectează sursele regenerabile de energie.

Operatorul de rețea intervine prompt și ca singură soluție disponibilă, reduce nivelul tensiunii în rețea, din ploturile transformatorului de medie / joasă tensiune care alimentează și această stradă. Ulterior, sursele regenerabile pot injecta din nou surplusul în rețea.

Apare însă următoarea situație: seara, când locuitorii se întorc acasă, se înregistrează o creștere a consumului de energie în gospodării, fără să mai existe producție locală din fotovoltaice, iar această creștere de consum face ca nivelul tensiunii deja redus, să scadă și mai mult și anumiți consumatori (de ex. electrocasnice) să nu mai funcționeze. Este fenomenul acela cunoscut ca de pâlpâire a becurilor și de sunete ciudate scoase de frigider și mașina de spălat. Apar din nou sesizările la operatorul de rețea.

Operatorul de rețea intervine și crește tensiunea la nivelul inițial, pentru a asigura alimentarea în condiții de siguranță, însă acest nivel de tensiune se păstrează până a doua zi când rețeaua se confruntă iar cu fenomenul produs de energia excendentară din fotovoltaice și tot procesul descris mai sus se reia.

Măsurile luate de operatorul de rețea au ca scop asigurarea funcționării sistemului public de alimentare în condiții de siguranță și în parametrii optimi.

Acest fenomen îi afectează pe consumatori și pe prosumatori deopotrivă și arată, în primul rând, necesitatea ca ritmul pregătirii rețelelor și a transformării acestora în rețele flexibile să fie mult mai alert ca să integreze cu succes mult mai multe surse regenerabile.

Aproximativ 40% din rețelele de distribuție ale Europei au peste 40 de ani și trebuie modernizate. Pregătirea rețelelor este un proces constant care a fost demarat deja de către operatorii de distribuție a energiei, prin investiții semnificative în modernizare, în digitalizare, automatizare și control și prin lucrări de întărire.

Totuși, schimbarea de viteză necesară pentru a realiza o tranziție accelerată este atât de semnificativă încât e imperativ să abordăm mai serios dezvoltarea și modificarea rețelelor de distribuție, pentru a ne asigura că pot gestiona eficient cantitățile mari de energie descentralizată din surse regenerabile.

Investițiile necesare doar pentru dezvoltarea unui sector energetic decarbonizat sunt estimate, pentru țara noastră, la 356 de miliarde de dolari până în 2050, reprezentând aproximativ 3 la sută din PIB-ul României cumulativ pentru aceeași perioadă.** (Raport World Bank – octombrie 2023).

Rețelele sunt active reglementate, iar investițiile sunt plătite de toți consumatorii prin tarife de rețea. Integrarea eficientă, rapidă și fără costuri semnificative a surselor curate de energie se poate face prin planificări prealabile realizate la nivel local, prin concursul comun al operatorilor de rețea împreună cu autoritățile publice locale, respectiv cu sprijinul Autorității de reglementare în energie și prin politici de reglementare care stimulează accesul la finanțare, inclusiv alocări suplimentare din programele de finanțare ale UE pentru a cofinanța dezvoltarea sistemelor energetice inteligente, a rețelelor și a proiectelor de stocare.

O abordare integrată, care combină inovația tehnologică cu politici bine gândite, un cadru de reglementare stimulativ, flexibil și inovativ, implicarea activă a comunității, va juca un rol crucial în realizarea unei tranziții de succes către sursele regenerabile de energie.

Federația ACUE a dezvoltat pentru proiectul Eficiență energetică pentru case, clădiri și rețele inteligente, finanțat cu sprijinul granturilor acordate prin mecanismul financiar Norvegian 2014-2021, în cadrul „Programului de Energie din România”, un videoinfografic care conturează o perspectivă foarte probabilă a viitorului energiei, în care rețelele inteligente distribuie energia optimizând modelele de consum pe baza analizei datelor în timp real. Sursele de energie regenerabilă domină scena, alimentate de progresele în tehnologiile de stocare a energiei. Conceptul comunităților energetice devine o realitate tangibilă, producția descentralizată facilitând transferul de putere și energie către consumatori. 

Vizualizați videoclipul “Rețele inteligente: viitorul în energie”

Rețele inteligente energie electrică

Provocări în rețelele actuale de energie electrică

În prezent, extinderea pe scară largă a producerii distribuite de energie, în mare măsură suprapusă cu apariția prosumatorilor, atât casnici cât și noncasnici, ridică o mare provocare în relația cu operatorii rețelelor de energie electrică, anume asigurarea continuității alimentării cu energie din rețea și în rețea, în condițiile menținerii parametrilor de calitate a energiei.

În același timp, circulația de energie devenită bidirecțională, atât dinspre rețea înspre consumatori, cât și dintre prosumatori înspre rețea, implică modificarea nivelurilor de consumuri proprii tehnologice ale operatorilor de rețea, cu efecte în costurile de exploatare și de dezvoltare a rețelelor.

energie termică

Provocări în rețelele actuale de energie termică

Rețelele de energie termică și într-un sens mai larg, sistemele de alimentare centralizată cu energie termică au principala provocare de reducere a pierderilor masice de apă caldă sau fierbinte, respectiv a pierderilor energetice, pe de o parte pentru asigurarea unui cost energetic sustenabil, iar pe de altă parte pentru asigurarea apei calde, în special menajeră, la parametri de confort.

Schimbări de paradigmă

Odată cu procesul de tranziție energetică înspre neutralitate climatică, apar o serie de schimbări de paradigmă în modul în care entitățile implicate în lanțul energetic clasic (producere – transport – distribuție – utilizare) interacționează.

A fi prosumator înseamnă a deține o sursă proprie de energie din care acesta își asigură parțial suficiența energetică, poate avea posibilitatea de a funcționa insularizat în anumite momente de timp și nu mai depinde integral de energia provenită din rețea.

Prosumatorul poate deveni un client activ care să participe pe piața de energie nu doar în calitate de consumator, ci și de producător, respectiv de participant (agregat) la asigurarea echilibrului dintre producerea și consumul energiei.

Operatorii de rețea vor trece de la un model de funcționare a rețelelor, bazat pe asigurarea continuității în alimentarea cu energie pentru utilizatorii racordați cu aplicarea unor tarife reglementate, la un model de asigurare a flexibilității utilizatorilor de rețea.

Consumator + Producător = Prosumator

Prosumator

Prosumatorul este în același timp și consumator și producător de energie electrică.
Oricine poate să devină prosumator, cu condiția să instaleze un sistem fotovoltaic care să producă energie pentru autoconsum.

Apelează la o firmă autorizată pentru montaj care îți evaluează tehnic necesarul de panouri care trebuie montate în funcție de consumul tău lunar. Panourile pot fi amplasate pe orice tip de acoperiș, dar pentru randament maxim este ideal ca unghiul de înclinare să fie de 30 grade, cu orientare spre sud și să nu fie umbrite de copaci sau clădiri înalte. Randament similar pot avea și pe acoperișuri orientate către est sau vest.

Pentru a obține calitatea de prosumator, trebuie să te familiarizezi cu legislația și reglementările din domeniu.

Ulterior, iată ce etape trebuie parcurse:

Montezi, cu ajutorul firmei specializate, un sistem de panouri fotovoltaice cu putere instalată de cel mult 400 kW pe loc de consum;

Depui o solicitare de racordare la distribuitorul de energie;

În urma solicitării depuse, se stabilește o soluție de racordare în funcție de caracteristicile spațiului pe care se poate monta sistemul;

Semnezi un contract de racordare;

Pui în funcțiune sistemul fotovoltaic cu personal specializat;

Obții dosarul instalației de utilizare;

Primești certificatul de racordare din partea operatorului de distribuție;

Semnezi un contract de vânzare-cumpărare a energiei electrice produse și livrate între tine și un furnizor pe care îl alegi.

Costurile pentru eventuale modificări la branșament (legătura de la rețeaua de distribuție la obiectivul tău), dar și pentru montarea contoarelor speciale ce măsoară atât energia consumată din rețea, cât și cea livrată în rețea, sunt asigurate de către operatorul de distribuție.

Pentru instalarea panourilor fotovoltaice, a echipamentelor aferente (invertor, tablouri electrice etc.) și a legăturilor dintre ele vei plăti instalatorului autorizat.

Costurile pentru eventuale modificări la branșament

Costurile pentru eventuale modificări la branșament (legătura de la rețeaua de distribuție la obiectivul tău), dar și pentru montarea contoarelor speciale ce măsoară atât energia consumată din rețea, cât și cea livrată în rețea, sunt asigurate de către operatorul de distribuție.
Pentru instalarea panourilor fotovoltaice, a echipamentelor aferente (invertor, tablouri electrice etc.) și a legăturilor dintre ele vei plăti instalatorului autorizat.

Strategii pentru utilizarea eficientă a surplusului de energie

Pe măsură ce adoptăm sursele regenerabile de energie, ne confruntăm cu o problemă cheie: cum să gestionăm surplusul de energie produs în timpul zilei, atunci când consumul nu poate să acopere toată producția? Iată câteva opțiuni și strategii care pot face diferența:

Profitați de energia solară

1. Stocarea energiei

Una dintre cele mai eficiente modalități de a gestiona surplusul de energie este să investiți în sisteme de stocare a energiei, cum ar fi bateriile. Aceste baterii pot acumula excedentul de energie și să-l injecteze atunci când este necesar, de exemplu pe timp de noapte sau în zilele înnorate. Cu sistemele de stocare adecvate, puteți maximiza utilizarea energiei regenerabile pentru toate nevoile dvs. timp de 24 de ore.

Aici sunt principalii factori de cost și beneficii pe care ar trebui să îi iei în considerare:

Beneficii:

Autoconsumul:

Stocarea energiei îți oferă posibilitatea de a utiliza surplusul propriu de energie electrică atunci când capacitățile din sursel regenerabile nu produc, cum ar fi noaptea pentru panouri solare sau în perioadele cu vânt scăzut pentru turbine eoliene.

Suficiența energetică:

Cu un sistem de stocare eficient, poți acoperi mare parte din consum și să îți reduci dependența de rețeaua publică de energie.

Costuri:

Costuri inițiale:

Bateriile și sistemele de stocare a energiei implică costuri inițiale semnificative, ceea ce poate face investiția prohibitivă pentru unii consumatori.

Întreținere și înlocuire:

Durata de viață limitată a bateriilor necesită înlocuire la intervale regulate, generând costuri suplimentare.

Eficiență:

Pierderile de energie în timpul procesului de stocare și injectare pot afecta eficiența globală a sistemului.

Dimensionare:

Dimensionarea corectă a sistemului de stocare poate fi dificilă și poate influența capacitatea de a beneficia pe deplin de avantajele stocării. Pentru aceasta, vă recomandăm sa apelați la specialiști, care pot dimensiona corect atât instalația de producție cât și capacitatea de stocare așa încât să vă puteți acoperi aproape integral necesarul de consum.

2. Încărcarea mașinii electrice (EV)

Dacă dețineți un autovehicul electric, puteți utiliza surplusul de energie pentru a încărca bateria vehicolului în timpul zilei. Acest lucru nu doar optimizează utilizarea excedentului de energie, ci și vă ajută să economisiți pe termen lung, eliminând consumul de combustibil fosil.

3. Electrocasnice Programabile

Gestionați eficient energia cu ajutorul electrocasnicelor programabile sau a sistemelor smart home. Le puteți seta să funcționeze când energia este abundentă și mai ieftină, prin programarea anumitori activități pentru momentele când energia regenerabilă autoprodusă este disponibilă.

eficienta energetica in cladiri inteligente

4. Sisteme solare

Panourile solare sunt utilizate pentru a obține căldură prin intermediul efectului termic al razelor solare.Puteți folosi panourile solare în special pentru încălzirea apei sau a spațiilor, precum și pentru a alimenta sisteme de climatizare. Acest lucru reduce costurile din gospodărie.

5. Utilizare în proiecte viitoare

Analizați oportunitatea de a instala un sistem de încălzire sau de răcire cu pompă de căldură, care folosește energia electrică stocată pentru a asigura eficiența energetică în clădire.

6. Partajarea energiei în comunitate

În anumite comunități sau asociații de proprietari, puteți lua în considerare împărțirea surplusului de energie cu alți membri. Acest lucru poate crea o abordare colectivă a gestionării surplusului de energie și să promoveze solidaritatea energetică.

Este crucial să consultați un expert în energie sau un instalator calificat pentru a dezvolta un plan care să se potrivească nevoilor și resurselor dvs. specifice. Prin adoptarea acestor strategii, puteți valorifica eficient energia generată din surse regenerabile și contribui la un mediu mai curat și sustenabil.