Kacper Łazowski (ALSEVA EPC): Cable pooling może pomóc rozwiązać problemy z wydolnością sieci

Partnerem publikacji jest firma Alseva EPC

Alseva EPC to generalny wykonawca wielkoskalowych instalacji OZE działający w sektorze energii odnawialnej blisko 10 lat. Projektuje, buduje, uruchamia, zarządza i serwisuje farmy fotowoltaiczne oraz zajmuje się energetyką zawodową i integracją OZE z istniejącym systemem energetycznym. Firma zrealizowała ponad 200 projektów farm PV o mocy zainstalowanej przekraczającej 250 MW.

Rozmawiamy z Kacprem Łazowskim, członkiem zarządu ALSEVA EPC.

Rynek wielkoskalowych farm PV w Polsce nadal ma duży potencjał?

W Polsce zgodnie z analizami ekspertów i obserwacjami na rynku energetycznym, rynek wielkoskalowych farm fotowoltaicznych nadal posiada znaczący potencjał rozwoju. Do 2030 roku średnie przyrosty prognozowane są na poziomie 2 GW rocznie, co świadczy o stałej tendencji wzrostowej.

W ostatnich latach fotowoltaika stała się jednym z kluczowych filarów w polityce energetycznej kraju, zwłaszcza w kontekście dążenia do zwiększenia udziału energii odnawialnej w krajowym miksie energetycznym oraz redukcji emisji gazów cieplarnianych. Dysponujemy dogodnymi warunkami naturalnymi do produkcji energii słonecznej, szczególnie w okresie letnim, co czyni nasz kraj atrakcyjnym miejscem dla inwestycji w fotowoltaikę. Rządowe wsparcie, obejmujące różnorodne programy zachęt finansowych, ułatwień w uzyskiwaniu pozwoleń budowlanych oraz innych środków regulacyjnych, dodatkowo stymuluje rozwój sektora PV.

Działania te mają na celu zachęcenie inwestorów do inwestowania w projekty fotowoltaiczne, zarówno na skalę komercyjną, jak i przemysłową. Ponadto szybki rozwój technologii fotowoltaicznych, w tym spadek kosztów instalacji oraz zwiększenie wydajności paneli słonecznych sprawia, że inwestycje w ten sektor stają się coraz bardziej opłacalne i konkurencyjne w porównaniu do tradycyjnych źródeł energii. Jednak, mimo obiecujących perspektyw, sektor fotowoltaiczny w Polsce stoi również przed wyzwaniami, takimi jak zmiany w polityce energetycznej, modernizacja istniejących sieci elektroenergetycznych, dostępność gruntów pod budowę farm PV oraz konkurencja z innymi źródłami energii.

Co jest najważniejsze podczas realizacji takich inwestycji?

Jako generalny wykonawca działamy w formule EPC [Engineering – Procurement – Construction], a więc zarządzamy wszystkimi aspektami projektu, począwszy od planowania i projektowania, poprzez budowę, uruchomienia, aż po utrzymanie instalacji. Z pewnością kluczowe jest tu skuteczne zarządzanie projektem tak, żeby dobrze skoordynować prace, aby projekt został zrealizowany terminowo i zgodnie z założeniami.

Aby zachować pełną kontrolę nad przebiegiem realizacji, korzystamy wyłącznie z własnych zasobów. Równie istotne jest solidne zrozumienie wymagań technicznych i inżynieryjnych farmy PV, które jest niezbędne do zaprojektowania i zbudowania efektywnego systemu. W naszym zespole zajmują się tym wysoko wykwalifikowani inżynierowie, którzy na podstawie licznych analiz przygotowują dla naszych inwestorów optymalne rozwiązania, zarówno pod kątem komponentów, jak i samej konstrukcji. Opracowaliśmy autorski model matematyczny, na podstawie którego jesteśmy w stanie obliczyć właściwy kąt nachylenia paneli, wskazać najefektywniejszy układ konstrukcji oraz dobrać parametry instalowanych urządzeń.

W ramach usług EPC jesteśmy również odpowiedzialni za zaopatrzenie budowy. Dzięki wieloletnim kontaktom z naszymi dostawcami mamy pewność, że osprzęt, który zamawiamy, pochodzi z zaufanego źródła i wyróżnia się wysoką jakością, co gwarantuje niezawodność w późniejszym czasie oraz istotnie wydłuża żywotność farmy PV przy zachowaniu wysokiej wydajności. Temat OZE jest ostatnio bardzo popularny, w szczególności w świetle transformacji energetycznej oraz wymogów, zarówno unijnych, jak i światowych, dotyczących zmniejszania emisji CO₂ i odchodzenia od energetyki konwencjonalnej. Nasz zespół prawników na bieżąco śledzi aktualne zmiany legislacyjne i dba, aby nasze projekty były realizowane zgodnie z literą prawa. Zrozumienie i przestrzeganie lokalnych przepisów i regulacji dotyczących instalacji PV, w tym pozwoleń budowlanych, zezwoleń środowiskowych i przepisów dotyczących sieci energetycznych, jest również kluczowe dla uniknięcia opóźnień i problemów prawnych. Aby inwestycja w wielkoskalową farmę fotowoltaiczną odniosła sukces, istotne jest również zapewnienie wsparcia posprzedażowego, a więc konserwacja, monitorowanie wydajności i naprawy, które zapewnią długookresową wydajność inwestycji.

Nie ma rozwoju fotowoltaiki bez magazynów energii?

To prawda. Pozyskiwanie energii słonecznej charakteryzuje duża niestabilność – produkcja odbywa się wyłącznie za dnia i zależy od warunków pogodowych. W okresie wiosenno-letnim bywa tak, że operatorzy sieci dystrybucyjnych zarządzają wyłączenie instalacji OZE ze względu na zbyt wysoką podaż energii i przeciążenie sieci, ponieważ jest to o wiele prostsze, szybsze i mniej kosztowne niż wyłączanie elektrowni konwencjonalnych.

Magazyny energii umożliwiają wygładzenie pików produkcyjnych i „przechowanie” energii do czasu, gdy podaż zmaleje – wówczas wszelkie nadwyżki można wprowadzić do systemu na przykład w porach nocnych, co przyczyni się do stabilizacji całego systemu energetycznego i umożliwi jednocześnie odchodzenie od energii pozyskiwanej z paliw kopalnianych. Istniejąca sieć elektroenergetyczna na chwilę obecną jest niewydolna i nie jest w stanie przesłać dużych ilości energii, dlatego dalsze przyrosty instalacji fotowoltaicznych bez wprowadzenia magazynów energii staną się po prostu nieefektywne. Już teraz obserwujemy zwiększoną liczbę odmów warunków przyłączeniowych, a prognozy na kolejne lata nie są optymistyczne.

Jakie są przeszkody, aby każda powstająca farma PV była wyposażona w magazyny energii?

Mimo że magazyny energii niwelują skutki niestabilnego charakteru pracy instalacji OZE, a także stabilizują pracę sieci, to wciąż uzyskanie warunków przyłączenia magazynu energii nie jest łatwe. Wynika to przede wszystkim ze stanu sieci energetycznych.

Przy ocenie wniosków o przyłączenie do sieci elektroenergetycznej, operatorzy systemów elektroenergetycznych traktują magazyny energii jako jednostki wytwórcze. W analizach wpływu przyłączenia magazynu na sieć decydującym kryterium odmowy przyłączenia jest wpływ magazynu na działanie sieci w sytuacji, gdy jest ona obciążona do maksimum. To założenie wydaje się niewłaściwe, ponieważ właściciele magazynów energii zazwyczaj nie oddają energii do sieci w czasie przeciążenia. W praktyce chcieliby oni oddawać energię do sieci w momencie, gdy jest ona potrzebna, a zatem gdy ceny energii są wyższe. OS tłumaczą swoje stanowisko brakiem odpowiednich uregulowań w obowiązującym prawie energetycznym. Aby zmienić obecną sytuację, konieczne jest wprowadzenie nowych przepisów w prawie energetycznym, które precyzyjnie regulują funkcjonowanie magazynów energii w kontekście sieci elektroenergetycznych. Jedną z ewentualnych zmian jest umożliwienie operatorom systemów elektroenergetycznych wydawania poleceń dotyczących operacyjnej pracy magazynu w celu zapewnienia stabilności sieci, równocześnie gwarantując właścicielom magazynów rekompensaty za ewentualne ograniczenia w ich działalności.

Cable pooling może być również odpowiedzią na problemy z wydajnością sieci?

Cable pooling, czyli dzielenie się zasobami kablowymi, może być jednym z rozwiązań mających na celu poprawę wydajności sieci w Polsce, szczególnie w kontekście rosnącego zapotrzebowania na przesył energii oraz zwiększającej się liczby zainstalowanych źródeł odnawialnych. Idea cable pooling polega na współdzieleniu infrastruktury kablowej przez różnych operatorów, co pozwala na efektywniejsze wykorzystanie istniejących zasobów oraz ograniczenie konieczności budowy nowych linii przesyłowych. Dzięki temu można uniknąć redundancji i zmniejszyć koszty inwestycji w infrastrukturę kablową. Jednakże wdrożenie cable pooling w Polsce może napotkać pewne wyzwania i ograniczenia.

Wymaga to współpracy między różnymi operatorami sieci, co może być czasami trudne do osiągnięcia ze względu na różnice w interesach oraz regulacjach prawnych. Ponadto konieczne jest dokładne określenie zasad i warunków współdzielenia infrastruktury kablowej, aby uniknąć konfliktów i zapewnić sprawiedliwy podział korzyści. Warto również zauważyć, że cable pooling może być skutecznym rozwiązaniem w niektórych obszarach, ale niekoniecznie we wszystkich przypadkach. W niektórych sytuacjach, zwłaszcza w obszarach o dużej gęstości zabudowy lub złożonej topografii, mogą być konieczne inne strategie poprawy wydajności sieci, takie jak rozbudowa istniejącej infrastruktury lub zastosowanie nowych technologii przesyłowych.

Jakie znaczenie ma moc bierna w efektywnym zarządzaniu energią?

Moc bierna ma ogromne znaczenie dla pracy systemu, ponieważ kontrolując jej wartość oraz wyprzedzenie lub opóźnienie prądu względem napięcia w systemie, mamy możliwość regulacji wartości napięć w punktach węzłowych systemu. Urządzenia na farmach fotowoltaicznych mają zaimplementowany algorytm sterowania Q(U), który pozwala na wyżej opisany sposób regulacji napięcia w miejscu ich przyłączenia, dzięki czemu możemy uniknąć odłączenia falowników w przypadku zbyt niskiej lub wysokiej wartości napięcia. Należy również pamiętać, że należy zapewnić minimalny poziom gospodarki energią bierną w systemie, ponieważ jest ona wymagana do prawidłowej pracy urządzeń znajdujących się w sieci elektroenergetycznej tj. transformatory, silniki itd., ponieważ bez niej nie zostanie wytworzony strumień magnetyczny.

Jakie rozwiązania proponuje ALSEVA, aby efektywnie zarządzać mocą bierną na farmach PV?

W celu efektywnego zarządzania mocą bierną stosujemy różne rozwiązania, a do każdego projektu podchodzimy indywidualnie. Wykonujemy analizy, które pozwalają dobrać optymalny sposób zarządzania mocą bierną farmy PV. Przykładowo, mogą być zastosowane statyczne oraz regulowane dławiki kompensacyjne, baterie kondensatorów, statyczne generatory mocy biernej (SVG), statyczne kompensatory synchroniczne (STATCOM). Bierzemy również pod uwagę możliwość generacji mocy biernej przez inwertery PV. Daje nam to pełny zakres możliwości regulacyjnych, które rozpatrujemy podczas analiz i dopiero na ich podstawie możemy dobrać efektywnie działające rozwiązanie, które może być zaimplementowane w danej instalacji.

Dlaczego firmy coraz częściej decydują się na umowy PPA, które ALSEVA również ma w ofercie?

Umowy Power Purchase Agreement (PPA) stają się coraz bardziej popularnym wyborem dla firm, które dążą do zapewnienia stabilności finansowej, zrównoważonego rozwoju i wsparcia dla odnawialnych źródeł energii. Pozwalają one firmom uzyskać stałą cenę energii na określony okres, co pozwala na przewidywalne koszty i ogranicza ryzyko związane z wahaniem cen energii na rynku. Dzięki nim przedsiębiorstwa mają możliwość długoterminowego planowania inwestycji i operacji, co jest istotne zwłaszcza dla projektów wymagających stabilności finansowej.

Dodatkowo, zawarcie umowy PPA pozwala firmom uniknąć konieczności inwestowania w budowę własnych instalacji odnawialnych źródeł energii, zmniejszając obciążenie finansowe i ryzyko związane z zarządzaniem infrastrukturą. Umowy PPA mogą być dostosowane do indywidualnych potrzeb i preferencji firm, co zapewnia elastyczność w wyborze parametrów umowy, takich jak długość trwania, wielkość mocy czy źródło energii. Poprzez zawieranie umów PPA, firmy wspierają rozwój infrastruktury odnawialnych źródeł energii, przyczyniając się do zwiększenia udziału energii odnawialnej w całym miksie energetycznym i przyspieszenia transformacji energetycznej.

Jaką rolę widzą Państwo dla siebie w kolejnych latach transformacji energetycznej?

W kontekście transformacji energetycznej w kolejnych latach widzimy dla siebie kluczową rolę jako dostawcy rozwiązań i technologii wspierających rozwój zrównoważonej infrastruktury energetycznej. Nasza strategia rozwoju obejmuje rozbudowę oferty o nowe usługi, w tym realizację projektów turbin wiatrowych, budowę magazynów energii, cable pooling, budowę stacji transformatorowych oraz energetykę zawodową. Dążymy do zapewnienia klientom kompleksowych rozwiązań, które umożliwią im wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, zwiększenie efektywności oraz elastyczność w zarządzaniu energią. Poprzez inwestycje w rozwój tych technologii i świadczenie usług o wysokiej jakości, zamierzamy wspierać transformację energetyczną w Polsce, przyczyniając się do zrównoważonego i efektywnego wykorzystania zasobów energetycznych.

Naszym celem jest być liderem na rynku, oferującym innowacyjne rozwiązania, które będą współgrały z potrzebami klientów i przyczynią się do osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju energetycznego. Nawiązaliśmy ostatnio współpracę z Politechniką Krakowską, która otwiera przed nami szereg możliwości badawczo-rozwojowych. Bazując na szerokiej wiedzy i doświadczeniu pracowników naukowych, studentów i absolwentów Politechniki, a także mając dostęp do najnowszych technologii, chcemy tworzyć i udoskonalać nowoczesne rozwiązania dla branży OZE oraz podejmować jeszcze skuteczniejsze działania na rzecz rozwoju zielonej energii. Ponadto wspólnie z ekspertami z Politechniki Krakowskiej będziemy realizować projekt związany z bateryjnym magazynem energii, który będzie polegał na opracowaniu algorytmów optymalizujących dobór jej parametrów technicznych oraz możliwość stabilizacji pracy systemu elektroenergetycznego.

Drugim ważnym obszarem naszych badań będzie zagadnienie efektywnego zarządzania przepływem mocy, w tym mocy biernej w instalacjach OZE, ukierunkowanego na ograniczenie strat. Skupimy się również na kompensacji mocy biernej dla odnawialnych źródeł energii w celu utrzymania parametrów technicznych wymaganych przez operatora systemu elektroenergetycznego. Jesteśmy przekonani, że ta współpraca przyniesie wiele korzyści zarówno naszej firmie, jak i szerszej społeczności, promując zrównoważony rozwój i przyspieszając transformację energetyczną. To kolejny krok na naszej drodze do budowania lepszego, bardziej ekologicznego jutra.