Kis hálózat – nagy hatás

Kis hálózat – nagy hatás

A vállalat központjának kilenc évvel ezelőtti újjáépítése után a Siemens egy microgrid létesítésével újabb, iránymutatónak számító projektet indít a bécsi telephelyen – ezúttal egy átfogó, intelligens energia- és hőmenedzsment rendszer létrehozása a cél.

Visszatekintés 2010-be: Bécs északi részén egy olyan vállalati székhely nyílik meg, mely új mércét állít fel az energiahatékonyság és a fenntarthatóság terén. Az épület fűtéséhez és hűtéséhez kiegészítésként geotermikus energiát használnak, az épülettömeg pedig hő- és hidegtárolóval rendelkezik. A ház gépészeti központjában található hőcserélő lehetőséget nyújt a használt levegőből való akár 75%-os hővisszanyerésre – csak hogy néhány szempontot említsünk. Az építtető, a Siemens Real Estate (SRE) azon törekvését, hogy mind az építés módja, mind maga az ingatlan minél ökologikusabb legyen, nem csak az EU Green-Building tanúsítványával, hanem aranyfokozatú LEED tanúsítvánnyal is méltatták. „A floridsdorfi Siemens City nem csupán az első irodaépület volt Ausztriában, ami a maga nemében ilyen magas rendű környezetvédelmi kitüntetésben részesült, hanem akkoriban a Siemens cégcsoport legnagyobb irodaingatlan projektje is volt” – mondja Franz Mundigler, az SRE Közép-Kelet-Európáért felelős vezetője.

Kilenc évvel később a Siemens City területén új projekt indul – ismét az innovatív fejlesztéseiről ismert SRE kezdeményezésében –, mely ugyanúgy jó néhány egyedi jellemzővel rendelkezik. „Ahogy a vállalati campus új főépülete annak idején a fenntarthatóság és az energiahatékonyság jövőjének mintaképe volt, úgy az aktuális projektre jövőbemutatóként tekintünk az intelligens energiamenedzsment megoldások terén” – folytatja Mundigler.

Microgrid vezérlők a központban

A Siemens Campus Microgridről van szó, ami egy sikeres esettanulmányi elemzést követően jelenleg megvalósítás alatt áll a Siemens Ausztria bécsi telephelyén. 2019 ősze óta telepítik az első elemeket (lásd a 39. oldalon található szövegdobozt), melyek 2020 nyarától egy intelligens energia- és hőmenedzsment-optimalizáló rendszert fognak alkotni a vállalat területén. „A microgrid komponenseit egy intelligens microgrid-vezérlő vezérli, ami a csatlakoztatott egységek központi irányításáról gondoskodik, és a villamosenergia-ellátást a terhelési csúcsok, a hálózatkihasználtság, illetve további befolyásoló tényezők figyelembevételével a saját termelés függvényében optimalizálja” – magyarázza Werner Brandauer, a Digital Grid, Siemens Smart Infrastructure munkatársa, aki az Egyesült Államokban végzett kutatásokat a microgridek terén, és mérvadó szerepet játszott a projekt tervezésében. Ezen túlmenően a Siemens épületüzemeltetési rendszerét, a Desigo-t is integrálják a microgridbe, így terheléscsúcsok esetén megfelelően módosítható a főépületben rendelkezésre álló hő mennyisége, optimalizálva ezzel a létesítmény teljesítményfelvételét.

A kinyert mérési adatokat a Siemens-IoT platformon gyűjtik, melyek értékes adathalmazt képeznek, és amelyek alapján – adatelemzési megoldások segítségével – optimalizálható a fogyasztás kezelése. A napelemes rendszereket, akkumulátoros energiatárolókat, microgrid vezérlőket, terhelésszabályozást és az elektromobilitás optimalizált töltési megoldásait is magában foglaló ipari létesítményi infrastruktúrával kombinálva a projekt egyedülálló, és számtalan lehetőséget nyújt az innovatív kutatásra. „A projekttel nemzetközi kutatási programokban szeretnénk részt venni és adott területeket szeretnénk továbbfejleszteni” – hangsúlyozza Andreas Lungmaier, a Siemens Corporate Technology Ausztria Smart Embedded Systems kutatási részlegének vezetője. 

 

De honnan ered a motiváció, hogy saját hálózati területeket optimalizálva üzemeltessünk, és milyen előnyök származhatnak ebből? „A jövőben egyre növekvő elektromos energiaigény – aminek a fő oka az egyes területek összekapcsolása egyrészt az elektromobilitással, másrészt a hőellátás terén – az energiatermelés növekvő decentralizálása, valamint a rendelkezésre álló mennyiségtől függő, ingadozó kínálat egyre nagyobb kihívásokat jelentenek a biztonságos és megbízható elektromos energiaszolgáltatásban” – magyarázza Gerd Pollhammer, a Siemens Smart Infrastructure ausztriai és közép-kelet-európai vezetője. „Ehhez hozzájön annak az egyre inkább égetővé váló szükségessége is, hogy a vállalkozásoknak optimalizálniuk kell CO2-lábnyomukat és energiaháztartásukat” – egészíti ki Pollhammer. A microgrid megoldások választ jelentenek ezekre a kihívásokra, hiszen az energiatermelésen (napelem) és az energiafelhasználás optimalizálásán keresztül hozzájárulnak ahhoz, hogy el lehessen kerülni az ellátás szűk keresztmetszeteit és a terheléscsúcsokat, melyek megterhelik az ellátó hálózatot. 

Az energiarendszerek decentralizálásával a villamosenergia-rendszer is egyre rugalmasabbá válik. Egyrészt az ipar, másrészt pedig campusok és nagyobb üzemek számára válik egyre érdekesebbé, hogy az intelligens optimalizálási megoldások által megteremtett rugalmasságot menedzseljék és értékesítsék. A fejlődés motorja a jövőben főként a következő témákban rejlik majd: a teljesítménycsúcsok csökkentésének témája, illetve az energiaigényeknek az azonnali piac költségeinek megfelelő módosítása, valamint a rugalmasság biztosítása a kiegyenlítő energiát értékesítő piacon.

 

A bécsi Siemens Campus Microgrid projektnek is megvan az a lehetősége, hogy az aggregátorok segítségével rugalmasságot kínáljon a villamosenergia-piacon. Már a projekt korai szakaszában célul tűzték ki, hogy bemutassák, hogyan lehet elektromos energiatárolókkal és nagyfelbontású mérési értékek rendelkezésre bocsátásával és felhasználásával csökkenteni a terhelési csúcsokat az elektromos energia campuson belüli ellátóhálózatból való felvételekor. „Ez tehermentesíti a fölérendelt elosztóhálózatot, ugyanakkor minimalizálja a villamos hálózatért fizetendő, teljesítményfüggő díjakat. Emellett az akkumulátoros tároló, amelyet ilyen formában először alkalmaznak Európában, a kiegyenlítő energia piacán is színre lép majd, ahol a szabályozási tartalékokkal kereskednek” – magyarázza Robert Tesch, az ausztriai és közép-kelet-európai Siemens Digital Grid és Distribution Systems részlegének vezetője.

Az ausztriai Siemens ezen bemutató projektje arra is rámutat, hogy egy microgrid hogyan tud hozzájárulni az elektromobilitás meglévő, helyi elosztóhálózatba történő integrálásához, anélkül, hogy további hálózatbővítésre lenne szükség. Ezt az intelligens terhelésvezérlő eszközök teszik lehetővé. „Ellenkező esetben az elektromos töltőállomások további telepítése közvetlenül emelkedő hálózati díjakat, illetve teljesítménydíjakat eredményezne, melyeket intelligens szabályozással el lehet kerülni” – fejti ki Werner Brandauer. Ennek során a töltőállomások nagy részét mérik és vezérlik, így információk gyűjthetők és értékelhetők ki egyrészt a járművek töltésre vonatkozó viselkedéséről, másrészt a felhasználói szokásokról.

Jövőbe mutató töltésmenedzsment

Az elektromobilitás növekvő térnyerésével ezek a témák egyre érdekesebbek lesznek dolgozói parkolókkal, parkológarázsokkal, park-and-ride létesítményekkel rendelkező ipari vállalkozások vagy bevásárlóközpontok és nagyobb lakóparkok számára. A villamosenergia-tárolók és a microgrid vezérlő kombinált alkalmazása a terheléscsúcsok kezelésére lehetőséget nyújt az olyan jövőbemutató megoldások fejlesztésére az elektromos járművek parkolóhely-, illetve töltéskezelésének terén, melyek a fogyasztói viselkedést is képesek figyelembe venni. A Siemens termékekből álló töltőinfrastruktúra egy része a járművek intelligens töltésének bemutatása: a járművek töltőteljesítménye töltés közben befolyásolható, és a microgrid vezérlővel együttműködve bevonható a teljes hálózat terheléscsúcsainak optimalizálásába. Az elektromobilitás töltőinfrastruktúrájának keretein belül továbbá megvalósítanak egy garázsokban alkalmazható, moduláris gyűjtősínes mintamegoldást (TOB-töltés). Az elektromos töltőinfrastruktúra így képes az elektromobilitás fejlődésével összhangban növekedni.

A Campus Microgrid-del a Siemens Ausztria – a Siemens Smart Infrastructure sokéves, az épületüzemeltetés és a villamos hálózatok terén szerzett szakmai tapasztalataira támaszkodva – impozáns szemléltető példát alkot, mellyel többek között a microgrid megoldások és az elektromobilitás viselkedését és hasznát lehet bemutatni az ügyfeleknek valós üzem közben. Egy vizualizáló felületen jelennek meg a legfontosabb komponensek adatelemzéséből származó eredmények. „A projektben jelenleg részt vevő napelemes rendszerek csúcsteljesítménye 312 kWp, és az éves szinten megtakarított körülbelül 100 tonna CO2 lényegesen lecsökkenti vállalkozásunk CO2-lábnyomát” – mutat rá Gerd Pollhammer egy fontos fenntarthatósági szempontra. 

~100 tonna CO2 takarítható meg évente a microgridhez csatlakoztatott napelemes rendszerek segítségével

A projekt már említett különlegességei mellett említésre méltó még az a tervezett pilot-létesítmény, mely a microgrid eszközök közötti kommunikációért lesz felelős. Ez egy Pre5G Campus hálózaton keresztül fog történni, ami azt jelenti, hogy a microgrid kommunikáció egy dedikált frekvenciatartományt kap. Így a vezérlők és a mérési, illetve töltőpontok között az információk biztonságosan és garantált adatsebességgel, valamint csekély késleltetéssel továbbíthatók. „Partnereinkkel, a Nokia-val és az A1-gyel együttműködve megmutatjuk, hogy a microgridek hogyan tudják kihasználni az 5G technológia nyújtotta előnyöket, és mindez hogyan valósítható meg minimális kábelezési ráfordítással, rövid átviteli időket eredményezve” – mondja Brandauer.

 

A cikk elején említett Siemens City példáján már világosan látható volt, hogy a Siemens széles spektrumon ügyel a fenntarthatóságra – az új épület esetében ezt a tervezési, az építési és az üzemeltetési fázisban is figyelembe vették. Ezért nem meglepő, hogy a mircogrid projekt még egy lépéssel tovább megy: méghozzá egy olyan saját, újrahasznosító gazdálkodási projekt formájában, melybe bevonják a Siemens szakképzés tanulóit is, és amely szerves részét képezi a teljes projektnek. „Egy laborkísérletben szeretnénk megvizsgálni, hogyan lehet újrahasznosítani és napelemes tápellátású, autonóm elektromos töltőállomásba integrálni azokat az akkumulátorokat, amelyeket a tűzjelző rendszerekben két évente cserélni kell. Ebből lehet következtéseket levonni arról, hogy a jövőben milyen potenciál rejlik az akkumulátorok másodhasznosításában egy újrahasznosító gazdasági modell esetén” – mondja Markus Stelzhammer, a Siemens Ausztria minőségbiztosítási felelőse. Az újrahasznosító gazdaság program a Siemens Professional Educationnel együttműködésben valósul meg. Az ebből a laboratóriumi kísérletből nyert tapasztalatok a Siemens szakképzésében fognak hasznosulni, és a műszaki szakemberek jövőbeli képzését fogják „fenntartható energiamenedzsment-megoldásokkal” gazdagítani.

A Siemens Campus Microgrid részei

  • Összesen 1.600 m² felületű és 312 kWp teljesítményű napelemes rendszer
  • A Fluence cég (Siemens joint venture) akkumulátoros energiatárolója, tárolókapacitás: 500 kWh, teljesítmény: 500 kW 
  • Siemens elektromos jármű töltőállomások
  • Siemens Desigo épületmenedzsment rendszer
  • Siemens microgrid vezérlők
  • Kiegészítő újítások: Pre5G Campus hálózat és újrahasznosító gazdaság projekt