Dariusz Tront (Lumel): Jakość energii staje się coraz bardziej istotnym zagadnieniem, zarówno dla konsumentów, jak i dla operatorów sieci

Partnerem publikacji jest firma LUMEL S.A.

LUMEL S.A. od 70 lat jest znany i ceniony na świecie z produkcji najwyższej jakości urządzeń pomiarowych oraz automatyki przemysłowej nN i SN. Firma jest członkiem międzynarodowej grupy kapitałowej, w skład której wchodzą LUMEL ALUCAST Sp. z o.o., Rishabh Instruments Pvt. Ltd., Sifam Tinsley US, Sifam Tinsley UK oraz V&A Instruments.

Rozmawiamy z Dariuszem Tront, dyrektorem R&D w firmie Lumel S.A.

Są Państwo na rynku od 70 lat. Rynek wraz z technologiami się zmieniał, ale czy aż tak dynamicznie, jak teraz?

Tak dynamicznych zmian, jak w ostatnich latach nigdy nie obserwowaliśmy, chociaż było kilka kamieni milowych. W latach pięćdziesiątych pojawiły się pierwsze mierniki analogowe. Następnie rozwijały się mierniki cyfrowe i technologie elektroniki dyskretnej, które stopniowo ustępowały miejsca mikroprocesorom, stającym się coraz bardziej powszechnymi w drugiej połowie lat osiemdziesiątych.

Od lat dziewięćdziesiątych nastąpił znaczący wzrost mocy obliczeniowej i dokładności pomiarowej, szczególnie w obszarze pomiarów elektrycznych. W kolejnych dekadach, zwłaszcza od 2000 roku, nastąpił dynamiczny rozwój systemów operacyjnych, które narzuciły nowe wymagania dotyczące funkcji urządzeń oraz bezpieczeństwa cybernetycznego. Ostatnie 20 lat charakteryzuje bardzo duże przyspieszenie w rozwoju technologicznym, które otworzyło szerokie spektrum zastosowań.

Jak zachować pozycję lidera branży podczas tak gruntownych przemian?

Klucz to otwarty na zmiany i wysoko wyspecjalizowany dział badawczo-rozwojowy. Stanowi on ważną część naszej działalności, skupiając się na opracowywaniu technologii, które będą wprowadzane na rynek w ciągu kolejnych pięciu lat. Naszym celem jest wyprzedzanie potrzeb rynku poprzez elastyczne podejście i szeroki zakres prac, obejmujących różnorodne aspekty projektowe.

Współpracujemy ściśle z innymi ośrodkami w ramach grupy kapitałowej, a nasze działania są zgodne z pięcioletnimi strategiami, takimi jak obecna strategia na lata 2025/2030, która precyzyjnie określa zakres zmian w obszarach technologii, produktów, rynku i wewnętrznego działania grupy. Ponadto prowadzimy bliską współpracę z ośrodkami naukowymi, aby skomercjalizować wyniki badań i być prekursorem nowych rozwiązań na rynku. Nasze działania w R&D są skoncentrowane na dążeniu do ciągłego doskonalenia i innowacji, aby sprostać wymaganiom zmieniającego się otoczenia biznesowego i technologicznego.

Czy stan infrastruktury elektroenergetycznej może zahamować rozwój fotowoltaiki w naszym kraju?

Tak. Szczególnie w kontekście sieci średniego napięcia. Dane z artykułów z 2022 roku wskazują, że około 60% stacji ma już ponad 40 lat. Stacje w wieku 10 lat są już uznawane za stosunkowo nowoczesne, często posiadające cyfrowe zabezpieczenia. Jednak większość stacji starszych niż 20 lat nadal korzysta z przestarzałych  systemów sterowania, a niektóre nawet nie mają cyfrowych zabezpieczeń. Ta sytuacja wymaga drastycznej modernizacji infrastruktury energetycznej w Polsce.

Jak poprawić wydajność i jakość sieci oraz całej infrastruktury elektroenergetycznej w Polsce?

Musimy dążyć do pełnej dywersyfikacji naszych zasobów energetycznych. Ponadto istotne jest zwiększenie przepustowości sieci, szczególnie w kontekście rosnącego znaczenia elektromobilności i innych nowych technologii. Obecnie główny nacisk kładziony jest na sieci wysokiego napięcia, jednak należy pamiętać o potrzebie inwestycji także w sieci średniego napięcia. Automatyzacja i niezawodność będą kluczowe dla efektywnego zarządzania siecią, w tym monitorowania i sterowania głównymi punktami zasilania. Jedynie poprzez cyfrową automatykę będziemy mogli zapewnić uniwersalność sieci i szybką reakcję na zmieniające się warunki, które są nieodłączną częścią naszej zależności od warunków pogodowych dla OZE.

Czym jest jakość energii? Powinniśmy się obawiać o jej spadek?

Jakość energii staje się coraz bardziej istotnym zagadnieniem, zarówno dla konsumentów, jak i dla operatorów sieci. Obecnie powinniśmy mieć w naszych gniazdkach czystą sinusoidę prezentującą parametry elektryczne, jednak coraz częściej zdarza się, że ta sinusoida jest odkształcona, co może wpływać negatywnie na jakość dostarczanej energii. Termin „jakość energii” odnosi się właśnie do stopnia odkształcenia sinusoidy oraz innych parametrów przesyłu, które wpływają na stabilność i niezawodność systemu energetycznego.

Wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii sprawił, że coraz więcej osób jest świadomych problemów związanych z jakością energii. Wymagania dotyczące monitorowania jakości energii są coraz bardziej powszechne, szczególnie w przypadku instalacji fotowoltaicznych, które mogą generować zakłócenia w sieci. Zwiększenie sprzedaży analizatorów jakości energii wynika z rosnącego zapotrzebowania na rynku oraz ze świadomości konieczności dbałości o jakość dostarczanej energii.

Jakie są korzyści płynące z monitorowania jakości energii w instalacjach PV, zarówno dla klientów, jak i dla środowiska?

Odnawialne źródła energii, zwłaszcza w przypadku przemysłowych instalacji OZE, są coraz lepiej monitorowane pod względem jakości dostarczanej energii. W przypadku awarii lub uszkodzenia farmy fotowoltaicznej, system monitoringu może automatycznie odciąć daną stację, aby uniknąć wprowadzania zniekształceń do sieci, co mogłoby negatywnie wpłynąć na wszystkich odbiorców energii. Poza zauważalnymi konsekwencjami dla użytkowników istnieją także mniej widoczne skutki, takie jak starzenie się komponentów elektronicznych, które wymagają częstszej wymiany. To z kolei może mieć wpływ na środowisko, ponieważ wymiana tych komponentów generuje dodatkowe odpady.

Ponadto rosnąca liczba instalacji fotowoltaicznych może powodować zwiększoną ilość zakłóceń w sieci, co wymaga ciągłego monitorowania i reagowania. W przyszłości oczekuje się uproszczenia sposobu analizy jakości energii elektrycznej dla małych instalacji, ale jednocześnie rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną i rozwój technologii może stwarzać nowe wyzwania związane z jakością dostarczanej energii.

Monitorowanie to podstawa. A jak koryguje się ewentualne odchyłki?

W przypadku problemów z jakością energii istnieją różne sposoby zarządzania i korekcji, które mogą być zastosowane w celu eliminacji lub zmniejszenia przyczyn tych problemów. Jednym z najprostszych sposobów jest korygowanie mocy biernych za pomocą baterii kondensatorów lub filtrów aktywnych. Układy zasilania rezerwowego, takie jak systemy UPS, mogą reagować na zaniki napięcia, zapewniając ciągłość zasilania. Te rozwiązania służą głównie do niwelowania zakłóceń w systemie energetycznym.

Monitoring zużycia mocy oraz cosinusa kąta fazowego umożliwiają dokładne śledzenie obciążenia i pozwalają na szybką reakcję w przypadku przekroczenia ustalonych parametrów. Strażnik mocy może być wykorzystywany do regulacji mocy pobieranej, zapewniając optymalne wykorzystanie energii.

W przypadku problemów z mocą pojemnościową, spowodowanymi na przykład przez oświetlenie LEDowe lub instalacje fotowoltaiczne, stosuje się baterie dławików do korekcji tego typu zakłóceń. Istotne jest eliminowanie lub minimalizowanie przyczyn problemów z jakością energii, co może obejmować zarówno działania reaktywne, jak i proaktywne mające na celu dostosowanie systemu energetycznego do zmieniających się warunków i obciążeń.

Jakie rozwiązania oferuje Lumel w obszarze zarządzania jakością energii?

Obecnie główny nacisk kładziemy na monitorowanie i analizę danych pochodzących z sieci energetycznych. Wykorzystujemy zaawansowane analizatory jakości energii, takie jak ND45, które są klasyfikowane jako urządzenia klasy A. Oprócz tego dysponujemy analizatorami jakości energii, takimi jak ND31/ ND31LITE, NR 30, które umożliwiają użytkownikowi podejmowanie konkretnych działań w celu poprawy jakości energii.

Nasze urządzenia, w tym inwertery, mają zdolność kontroli mocy, zarówno dla własnych potrzeb, jak i do wysyłania do sieci. Dodatkowo mamy układy sterujące temperaturą i inne urządzenia wewnętrzne, zaprojektowane w taki sposób, aby minimalizować zakłócenia wysyłane do sieci.

Oprócz sprzętu oferujemy również oprogramowanie, które weryfikuje parametry energetyczne i wskazuje klientowi potencjalne problemy. Chociaż nasze oprogramowanie obecnie nie oferuje automatycznych wskazówek, klient może skorzystać z naszej pomocy w interpretacji danych i podejmowaniu odpowiednich działań.

Nasze rozwiązania systemowe, łącznie z produktem i oprogramowaniem, pozwalają klientom oszczędzać znaczne kwoty pieniędzy poprzez optymalizację zużycia i produkcji energii. Dzięki identyfikacji parametrów jakościowych energii jesteśmy w stanie skutecznie zarządzać dystrybucją energii i przeciwdziałać potencjalnym problemom.

Czy przestarzała infrastruktura energetyczna jest jedynym hamulcowym transformacji energetycznej? Jakie mogą być inne przeszkody?

Przede wszystkim potrzeba czasu, pieniędzy i legislacji. Jeśli chodzi o ten ostatni aspekt, to często brakuje elastyczności w reagowaniu na zmiany, co prowadzi do opóźnień w dostosowywaniu się do nowych warunków rynkowych.

Wprowadzenie nowych narzędzi i partnerstw, zwłaszcza w (np. takich jak w obszarze małych elektrowni atomowych) czy innych innowacyjnych rozwiązań, może przyspieszyć transformację branży energetycznej. Istotne jest również skupienie się na udostępnianiu planów modernizacji i tworzenia nowych sieci, aby przemysł i nie tylko miał rozeznanie w tym, jak rozwinie się infrastruktura.

Ważnym elementem jest także kontrola jakości i weryfikacja urządzeń wprowadzanych na rynek, szczególnie tych pochodzących z Dalekiego Wschodu. Wprowadzenie systemu laboratoriów dla Unii Europejskiej może pomóc w zapewnieniu jednolitych standardów oraz ochrony rynku przed niepewnymi produktami.

Polityka energetyczna powinna być jasna, przejrzysta i długoterminowa, aby umożliwić stabilne planowanie i inwestycje. Warto również skoncentrować się na programach transformacji energetycznej, które będą kontynuowane przez kolejne kadencje rządów, zapewniając ciągłość działań i stabilność środowiska biznesowego.

Z uwagi na rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz konieczność odchodzenia od tradycyjnych źródeł energii, konieczne jest szybkie reagowanie i podejmowanie skutecznych działań. Długofalowe strategie i programy mogą pomóc w zapewnieniu zrównoważonego rozwoju oraz odpowiedzi na rosnące wyzwania związane z energetyką.

Jakie plany mają Państwo na najbliższe lata? W jakim kierunku Lumel będzie rozwijać swoją ofertę?

Nasze plany rozwoju są szerokie i ambitne. W kontekście naszej linii produktowej, która ewoluowała przez ostatnie 70 lat, zamierzamy kontynuować rozwijanie istniejących produktów. To oznacza, że choć produkty są modernizowane, ich podstawowe cechy pozostają niezmienne. Jednak równocześnie inwestujemy w nowe obszary, takie jak zabezpieczenia średnich napięć oraz rozwijamy naszą ofertę  w dziedzinie monitorowania parametrów sieci elektrycznych i parametrów środowiskowych.

W naszej strategii rozwoju istnieją dwie główne gałęzie. Pierwsza to rozwój produktów i usług związanych z energetyką, co obejmuje monitoring parametrów elektrycznych i sterowanie nimi. Druga gałąź skupia się na monitorowaniu i sterowaniu parametrami fizycznymi oraz procesowymi w przedsiębiorstwach.

Nasze decyzje dotyczące rozwoju są motywowane zmieniającym się prawem, coraz bardziej restrykcyjnymi regulacjami oraz rosnącymi oczekiwaniami klientów. Jednocześnie dążymy do maksymalnego uproszczenia obsługi naszych urządzeń, aby były one jak najbardziej przyjazne dla użytkowników. Wprowadzamy innowacyjne rozwiązania, takie jak urządzenia typu „plug and play”, które są łatwe w użyciu i zapewniają klientom możliwość monitorowania urządzeń zdalnie poprzez sieć.