Niemieckie sieci mogą przyjąć znacznie więcej fotowoltaiki, niż zakładano. Tak wynika z krótkiego badania Fraunhofer IEE, które powstało na zlecenie Bundesverband Solarwirtschaft, czyli BSW-Solar. Publikacja ukazała się w poniedziałek 21 września.
Na czym polega problem?
O przyłączeniu instalacji decyduje moc transformatorów w stacjach między siecią średniego i wysokiego napięcia. Projektanci dobierają je jednak na najgorszy możliwy scenariusz.
W praktyce pełne obciążenie zdarza się tylko przez kilka godzin w roku. Popyt, wiatr i fotowoltaika mają różne profile, dlatego przez większość czasu w transformatorze zostaje wolna moc.
Jaką rolę mają magazyny energii?
Magazyn bateryjny przy stacji zbiera nadwyżki z fotowoltaiki w godzinach szczytu. Później oddaje prąd do sieci.
Dzięki temu szczyt wprowadzania energii nie przekracza mocy transformatora. W efekcie można przyłączyć więcej instalacji bez rozbudowy sieci.
Co pokazały obliczenia?
Badanie opiera się na rzeczywistych danych 20 transformatorów z 13 stacji, którymi zarządzają Pfalzwerke Netz AG i Westnetz GmbH. Ich moc wynosi od 15 do 80 MVA.
Naukowcy policzyli 3040 symulacji rocznych dla 2025 roku. Przyjęli scenariusz referencyjny, w którym łączna moc istniejących OZE i nowej fotowoltaiki sięga 200 procent mocy transformatora.
W tym wariancie pracuje magazyn o mocy równej 40 procent mocy transformatora i czterogodzinnym czasie rozładowania. Sprawność całego cyklu wynosi 90 procent, a dobowa liczba pełnych cykli nie przekracza dwóch.
Wynik jest wyraźny. Średnio trzeba wyłączać tylko około 1 procent rocznej produkcji nowej fotowoltaiki. Magazyn przejmuje zatem szczyty i uwalnia moc transformatora.
Skala dla całych Niemiec
Autorzy przenieśli wyniki na 1313 wiejskich stacji transformatorowych, silnie powiązanych z OZE. Dla tej grupy model wskazuje około 150 GW dodatkowej mocy fotowoltaiki.
Do tego potrzebne jest około 60 GW mocy magazynów bateryjnych. Dla porównania w Niemczech pracuje już około 130 GW fotowoltaiki.
Jakie są ograniczenia badania?
Analiza dotyczy wyłącznie transformatorów i bilansu w jednym punkcie sieci. Autorzy nie sprawdzili szczegółowo przeciążeń w sieciach nadrzędnych i podrzędnych.
Mimo to wskazują na realną korzyść. Lepsze wykorzystanie istniejących transformatorów może odsunąć część inwestycji sieciowych.
Warunek jest jednak jeden. Stacje, magazyny i fotowoltaikę trzeba rozpatrywać razem oraz dynamicznie monitorować i ograniczać.
Temat wpisuje się w szerszą dyskusję o elastyczności sieci. Podobne wnioski płyną z rynku brytyjskiego, gdzie kolejka przyłączeń magazynów energii sięgnęła 90 GW.
