Systém pro uchovávání energie domovního komplexu
Praktický příklad řešení přechodu k alternativním formám energie představuje projekt energeticky soběstačného areálu společnosti Bosch ve spolupráci s firmou Süwag Erneuerbare Energien. Vědecky se na projektu, který by obyvatelům sídliště v německém městě Klesterbach nedaleko Frankfurtu měl výrazně ušetřit náklady, podílí Frankfurtská univerzita aplikovaných věd.
Domovní komplex se staví na místě bývalé továrny, kde vzniká 180 řadových domků s víceúčelovým a obchodním centrem. Po dokončení by měl být celý komplex téměř energeticky soběstačný, neboť bude vybaven dvěma kogeneračními jednotkami navíc: ke kotlům pro špičkový odběr, k systémům pro akumulaci solární energie, tepla a úložiště elektrické energie. Systém bude používat energii generovanou v areálu nejlepším možným způsobem. Účinná kogenerační jednotka pokryje základní spotřebu. Jednotka s motorem s vnitřním spalováním na zemní plyn bude vyrábět elektřinu pomocí generátoru. Teplo vznikající v motoru důsledkem spalování bude použito k vytápění budov nebo ohřevu vody.
Základem je systém skladování energie
Pro rezidenční domovní komplex dodal Bosch flexibilní systém pro uchovávání energie s instalovanou kapacitou 135 kWh, což by měl být ekvivalent denní spotřeby 10 průměrných čtyřčlenných domácností. Jednotka na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (kogenerační jednotka) a solární elektrárna vytvářejí energii ne vždy, když je ji třeba. Díky akumulátoru lze ale vyrobenou energii uložit a zpřístupnit ji později. Vzhledem k tomu, že v noci je spotřeba energie nízká, uchová se energie ve velkých akumulátorech a využije se v případě potřeby, např. ráno.
Hlavními technickými prvky systému jsou:
- kogenerační jednotka na zemní plyn a topenářská síť jako efektivní dodavatelská základna pro výrobu tepla a elektrické energie,
- plynový kotel se špičkovým výkonem k zajištění dodávek tepla v extrémně chladných obdobích,
- fotovoltaický systém na 150m přilehlé protihlukové stěně,
- Zásobník pro ukládání energie ve formě velké baterie pro vyrovnávání disproporcí mezi nepravidelnou výrobou elektřiny a požadavky na její dodávku,
- inteligentní řídicí systém kombinující ideální způsob, jak používat komponenty.
Tuto kombinaci kogenerace, kotlů, fotovoltaických zařízení a systému skladování energie nazývá firma Süwag „energetickou revoluci na zemi".
Nejvyšší možná úroveň soběstačnosti
Z hlediska dodávky energie si firma Süwag klade za cíl udělat komplex energeticky soběstačný. Každá kilowatthodina, která nemusí cestovat na velké vzdálenosti, snižuje nutnost investic do rozvodné sítě či jejího rozšíření. Také je pak snazší do sítě integrovat výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů.
Spotřebitelé jsou v rámci obytného komplexu napojeni přímo na systém pro výrobu energie. Díky tomu nevznikají poplatky za přenos apod. a pro obyvatele je cena energie podstatně levnější, než je obvyklé. Systém pro uchovávání energie vytvořený firmou Bosch na klíč je založen na lithium-iontové technologii. Jednotka umístěná ve strojovně areálu je asi 7 m široká, 60 cm hluboká a 1,8 m vysoká. Její kapacita a elektronika je přesně sladěna s potřebami rozvodné sítě komplexu. Systém má výkon 50 kW a lze ho vybít nebo nabít během dvou hodin. Díky invertoru lze energii jak přivádět do sítě zákazníka, tak ji z ní i odvádět. Správný energetický management a zkušenosti Bosch v oblasti nabíjení a vybíjení akumulátoru prodlužuje jeho životnost.
Systémy pro uchovávání energie jsou klíčovým prvkem k přesunu k alternativním formám energie, protože umožňují lepší využití větrné a solární energie, jejichž dostupnost velmi kolísá. Díky nim lze využít solární energii v noci a větrnou energii zase v době, kdy nefouká. Studie zadaná společností Bosch a publikovaná institutem aplikované ekologie Öko-Institut e.V. ve Freiburgu oprávněně označuje akumulaci energie jako strategicky významnou technologickou oblast. Tyto systémy budou hrát rozhodující roli ve vývoji infrastruktury decentralizovaného zásobování energiemi. Dokážou především kompenzovat výkyvy ve výrobě elektřiny z větru a slunce a zároveň vyrovnávat neočekávané výkyvy. V důsledku toho akumulační systémy usnadňují integraci výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů do již existujících energetických sítí. Díky tomu jsou důležitou součástí inteligentních sítí i alternativou k jejich expanzi. Mimoto pomáhají sladit nabídku a poptávku po elektrické energii.
U běžných technologií se většinou teplo a elektřina generují odděleně. Kogenerační jednotky ale výrobu spojují, čímž se spotřeba paliva snižuje. Využívají buď fosilní paliva, nebo obnovitelné zdroje energie a vyrobí dvakrát více energie, než spotřebují. Vládní energetická agentura EnergieAgentur NRW ve studii zpracované pro spolkovou zemi Severní Porýní-Vestfálsko píše: „Její použití nabízí obrovský potenciál pro ochranu klimatu a zachování zdrojů.“ Např. když kogenerační jednotka za studených zimních nocí ohřívá vodu, může se zároveň generovaná energie uložit do akumulátoru k využití během příštího rána.
529
