Podaljšanje energetske prihodnosti

Podaljšanje energetske prihodnosti

Največji in najbolj inovativen evropski projekt na področju raziskav učinkovite rabe energije v dunajski soseski Aspern Seestadt poteka že od leta 2013. Z njegovim podaljšanjem do leta 2023 se odpira pot za nadaljnje raziskave o prihodnosti pametnih mest.

Iz revije Hi!tech 1/19, avgust 2019

Družba za raziskave na področju pametnih mest Aspern Smart City Research (ASCR), ki so jo leta 2013 ustanovile družbe Siemens Avstrija, Wien Energie, Wiener Netze, Dunajska gospodarska zbornica in Seestädter Entwicklungsgesellschaft Wien 3420 AG, na podlagi realnih podatkov urbanističnega projekta preučuje rešitve za energetsko prihodnost v urbanih okoljih. Osnovni cilj ASCR je narediti energetski sistem na splošno bolj učinkovit in okolju prijazen. Tudi obseg sodelujočih pri tem projektu je do sedaj edinstven, saj se ga neposredno udeležuje več kot 100 oseb iz različnih znanstvenih področij.

V preteklih letih so strokovnjaki v okviru projekta ustvarili najsodobnejše raziskovalno okolje, ki obsega inteligentno energetsko omrežje, stanovanjsko stavbo, študentski dom ter izobraževalni kampus. Konkreten raziskovalni cilj projekta je optimizacija proizvodnje, distribucije in shranjevanje energije ter nenazadnje tudi njene porabe do te mere, da nastanejo trajnostne ekološke kot tudi ekonomske prednosti za mesto in njegove prebivalce. 

Trenutno se raziskovalci ASCR lahko pohvalijo z naslednjimi dosežki: načrtovanje, postavitev in zagon testne infrastrukture na področju tehnološke opreme stavb, električnega omrežja ter IKT infrastrukture, potrebne za obratovanje sistemov in raziskave. Pri tem so se stavbe spremenile v aktivne udeležence na energetskem trgu, ki ne samo da sami proizvajajo energijo in jo učinkovito porabljajo, ampak tudi reagirajo na fleksibilne cene energije in avtomatsko izdelujejo energetske ponudbe oziroma le-te obdelajo, kadar pride zahteva za ponudbo.    

Inteligentno energetsko omrežje, stanovanjska stavba, študentski dom in izobraževalni kampus v soseski Aspern Seestadt tvorijo najsodobnejše raziskovalno okolje. 

Temeljni kamen za inteligentne trafo postaje

Med prvo fazo projekta so strokovnjaki predvsem raziskovali vplive novo razvitih tehnologij na infrastukturo električnega omrežja. Poleg tega je tudi bil položen temeljni kamen za inteligentne trafo postaje. V ta namen razvite naprave bodo v prihodnosti izkoriščale "tihe" omrežne rezerve, ki se danes morajo shranjevati zaradi manjkajočih podatkov in možnosti nadzora. Nenazadnje pa so v okviru prve faze na osnovi podatkov o stavbah, omrežju, vremenu in porabi nastali tudi simulacijski modeli, ki skupaj s ključnimi kazalniki stavb podpirajo načrtovanje energetsko optimalnih stavb v prihodnosti.

"V Evropi ni primerljivega projekta take velikosti in s tako paleto partnerjev,” pravi generalni direktor Siemens Avstrija Wolfgang Hesoun. "Rezultat dosedanjih raziskovalnih aktivnosti je 15 prototipskih rešitev na področju inteligentnih stavb in omrežne infrastrukture ter 11 prijavljenih patentov. In na to smo ponosni. V raziskovalnem okoju soseske Seestadt smo našli optimalne pogoje za uporabo novih tehnologij in rešitev za optimizacijo energetske porabe stavb v realnem okolju."

Z ASCR 2023 pa sedaj raziskovalni projekt prehaja v drugo fazo, v kateri bo prototipske rešitve na področju inteligentnih stavb in omrežne infrastrukture, ki so bile razvite in optimirane v prvi fazi projekta, potrebno spremeniti v gospodarsko optimalno uresničljive rešitve. To pomeni, da se morajo uporabljeni izdelki pretežno konfigurirati sami in morajo v kombinaciji biti tako uigrani, da je končna rešitev kolikor mogoče enostavna za uporabo za vse deležnike (prebivalce, operaterje omrežja, upravljavce stavb, trgovce z energijo). Že dodelane rešitve je med drugim potrebno razširiti s hladilnimi sistemi za stavbe. Poleg tega je potrebno tudi izboljšati upravljanje življenjskega cikla stavb ter njihovo vzdrževanje (napovedno vzdrževanje). Pri omrežni infrastrukturi je potrebna integracija polnilne infrastrukture za električne avtomobile, ki bi omogočala koordinacijo ciklov polnjenja. Energetske ponudbe, ki jih stavbe samodejno izdelajo, se že sedaj zajemajo v virtualni elektrarni, ki pa naj bi ji dodali možnost shranjevanja v akumulatorjih ter programljive toplotne črpalke.

Raziskovalne aktivnosti v prihodnosti 

Nov raziskovalni in razvojni program ASCR 2023 obsega štiri glavna tematska področja:

 

  • Udobno bivalno in delovno okolje
    Raziskave, ki jih izvaja ASCR, naj bi ponudile inovativne rešitve za energetsko prihodnost mest. A tržni uspeh novih konceptov je zagotovljen le, če ti zadovoljujejo določeno potrebo ali pa rešujejo pereč problem. Ker sta bivanje in delo dva osrednja vidika našega življenja, si je ASCR zadal cilj, da bo za ti dve področji našega bivanja ponudil rešitev, ki bo še posebej učinkovita z vidika porabe energije. 
  • Upravljanje podatkov: od podatkovnega smetnjaka k podatkovnemu zakladu
    Integracija visokega števila podatkovnih virov v enotni sistem ter sočasno avtomatizirano zagotavljanje nadzora nad kakovostjo in količino podatkov je zelo kompleksna naloga. Želja ASCR je zagotavljanje enostavne in preproste razpoložljivosti podatkov, ki bo omogočala njihovo hitro in ciljno usmerjeno analizo. Pri tem sta na prvem mestu varnost osebnih podatkov in zasebnost.
  • Povečanje učinkovitosti: Spremembe z digitalizacijo
    Digitalizacija bo v naslednjih letih največje korake naredila na področju elektroenergetskih omrežij. Delno že implementirane tehnologije, kot so "priključi in avtomatiziraj" (ang. Plug&Automate), podatkovna analitika ali avtomatizirana varnost IKT omrežja, se bodo razvijale naprej in bodo preizkušene v sistemu, kar bo omogočilo homogeno delovanje na vseh nivojih uporabe. 
  • Lokalni, optimizirani energetski sistem
    Poseben poudarek dejavnosti ASCR 2023 je na trajnostnih energetskih sistemih prihodnosti in novih spoznanjih na področju energetskih rešitev za urbana območja. 

Osnova za nadaljnje inovativne pobude

Leta 2023, po skoraj desetletnem obdobju skupnih raziskav, bo napočil čas, ko bo vse to ogromno, na izkušnjah pridobljeno znanje potrebno uporabiti za še hitrejše in bolj ciljno usmerjeno reševanje vprašanj o prihodnosti pametnih mest, ki bodo sčasoma zagotovo vedno bolj zapletena. Zaradi integracije projekta v proces mesta Dunaj za prehod na tehnologije pametnega mesta, obstaja pri ASCR široko razumevanje tudi za vprašanja izven področja energetike. Ker je robustna in trajnostna oskrba z energijo, ki je tudi cilj ASCR in njenih družbenikov, osnova za vse večjo digitalizacijo aplikacij na področju pametnih mest, lahko ASCR v prihodnosti predstavlja zanimivo osnovo za razvoj nadaljnjih inovativnih pobud.

Ključni poudarki prve faze raziskovalnih dejavnosti ASCR

  • Sodobna stavbna tehnologija, ki upravlja z optimalno usklajenimi proizvajalnimi in shranjevalnimi komponentami na osnovi obnovljivih virov energij, omogoča ogromne prihranke pri izpustih ogljikovega dioksida. Ob ustreznih okvirnih pogojih (kot so uporaba sončne ali geotermalne energije) lahko (nove) stavbe v mestu postanejo popolnoma samozadostne z visokim deležem samostojno proizvedene električne energije.
  • Z realiziranim konceptom virtualne elektrarne imajo elektroenergetska podjetja in operaterji na voljo sistem, ki lahko aktivira in trži do sedaj neizrabljeno fleksibilnost mestnih stavb.
  • Električna omrežja, ki bodo služila mestom prihodnosti, potrebujejo aktivno upravljanje. S sistemskimi aplikacijami za načrtovanje in delovanje omrežja, ki jih je razvil projekt ACSR in ki temeljijo na usklajenem sodelovanju, bo gospodarska uporaba pametnih omrežij postala realnost. 
  • Z razvitimi sistemi so stavbe pripravljene za pametna omrežja. Z dosledno uporabo teh konceptov na področju urbanizma se bomo v prihodnosti izognili visokim konicam porabe in s tem dodatnim stroškom za razvoj omrežja. 
  • Integracija sistemov za shranjevanje elektrike v omrežno infrastrukturo bo operaterjem omrežij omogočila blaženje posledic volatilne obremenitve in zagotavljanje običajne visoko zanesljive oskrbe. Uporaba sistemov za shranjevanje elektrike je gospodarsko smiselna le, če jih uporabljajo tudi drugi porabniki (na primer, proizvajalci energije ali distributerji).
  • Nove metode analize kot tudi opcije za vizualizacijo podatkov so osnova za oblikovanje novih procesov upravljanja tako poslovnih modelov pri elektroenergetskih podjetjih kot tudi pri omrežnih operaterjih in upravljalcih stavb.
  • Če naj se uporabniki pametnih naprav začnejo vesti v smislu energetske transformacije, potem mora biti kakovost bivanja in tehnične opreme ustrezno visoka. Za oskrbo z energijo v pametnem mestu je potrebno tesno sodelovanje med gradbenimi investitorji, upravljalci stavb, elektroenergetskimi podjetji in ponudniki tehnologij. 

Peter Weinelt, namestnik generalnega direktorja družbe Wiener Stadtwerke, Robert Grüneis, poslovodja družbe ASCR, ter Wolfgang Hesoun, glavni in izvršni direktor Siemens Avstrija (od leve proti desni) pri predstavitvi druge faze raziskovalnega projekta ASCR 2023.