Az intelligens mini-grid hálózatok építőkövei Srám Gábor, Török Gábor

Az intelligens mini-grid hálózatok építőkövei Srám Gábor, Török Gábor

MEE 63. Vándorgyűlés 2016. szeptember 16., Szeged

Az előadás témái • • • •

Villamosenergia igény ellátásának lehetőségei Microgrid és Mini-grid Microgrid, mint elosztóhálózati elem VersaUPS hibrid inverter

2016.09.16.

MEE 63. Vándorgyűlés Konferencia és Kiállítás, Szeged

2

Microgrid és mini-grid fogalma Mini-grid

Microgrid

2016.09.16.


3

Villamosenergia biztosítása 1. Hálózatra csatlakozás

Meglévő, de túl nagy impedanciájú csatlakozás

Egyszerű sziget üzemű rendszerek Napelemes, DC

Generátor, akku.-val

Fesz. stabilizátor

Energiatárolóval

Tipikusan:

Tipikusan:

Tipikusan:

Tipikusan:

Tipikusan:

• KÖF szakasz • OTR állomás • KIF szakasz

• Napelem • Töltésvezérlő • Akkumulátor

• Generátor • Töltő • Akkumulátor

• Meglévő hálózat • Feszültség stabilizátor

• Meglévő hálózat • Hibrid inverter • LTO ( > 10 000 ciklus )

Célja:

Célja:

Megjegyzés.:

Megjegyzés:

• Nagyfogyasztók üzemeltetése • Világítás • Hordozható eszközök töltése

•

Nézőpont Fogyasztó

<

• Világítás Hálózati • Hordozható eszközök engedélyes töltése

Létesítési költség ~ x2 2016.09.16.

•


A pozitív visszacsatolásra figyelni kell! Lehetséges, hogy köztes is szükséges.

• • •

Konstans I be UPS üzem PV-vel sziget rendszer is

4

Villamosenergia biztosítása 2. Microgrid Tipikus rendszerösszetevők Mo.-n: „Hálózatra” tápláló napelemes rendszer

Helyi adottságok: egyéb termelők

Hibrid inverter(ek) „Hálózat” Akkumulátor Hálózatra tápláló PV rendszer Generátor

Tipikus energia management megvalósulása: • • •

VersaUPS hibrid inverterek: • Alacsony üresjárati fogyasztás • Termelők fokozatos szabályzása

Hálózati frekvencia által. (typ.: 48Hz-52Hz) Épületfelügyelettel együtt működés (pl.: Scada) Egy ingatlanon belül közvetlenül a hibrid inverter(ek) által

Generátor: • Automatikus indítás • Hiányzó energia pótlása • Akkumulátor elnyeletés/kiegyenlítés biztosítása

PzS ólomakkumulátor – 1 heti tárolt energia (Lítium akkumulátor költsége ma még magasabb) 2016.09.16.

• • • •

Akna → hűvös, fagymentes → 20 év akku éleEartam


5

A Microgrid rendszerek lelke, a hibrid inverter Szempontok: • • • • • • • • •

2016.09.16.

Negatív AC kimeneti telj. Alacsony önfogyasztás Magas hatásfok Hálózati DC tolerálása Aktív stand-by üzem Menedzselhető kimenetek Hosszú tervezett élettartam Termelők szabályozása AC/AC konverzió


6

VersaUPS hibrid inverter Tulajdonságok: • Inverter, UPS és akkumulátortöltő • Microgrid-funkciók: – Termelők támogatása a kimeneten, bemenet megtámasztása – Energia-menedzsment – Akkumulátortöltési algoritmusnak megfelelő töltés szigetüzemben is termelők szabályzásával – Több készülék együttműködésének lehetősége

• 25 év tervezett élettartam • 50Hz-es transzformátoros leválasztás • Kiemelkedő hatásfok, alacsony online üresjáraI fogyasztás → jelentős létesítési költség csökkentő hatás • Aszimmetrikus terhelés tűrése 2016.09.16.


7

Microgrid rendszerek költségei Tervezett minimum termelés: Rendelkezésre álló teljesítmény: VersaUPS hibrid inverterek: Napelem: Akkumulátor (24V, PzS):

200 kWh/hó

400 kWh/hó

1200 kWh/hó

1x 50A

3x 25A

3x 50A

2 db

3 db

6 db

8,8 kWp 2 370 Ah

18 kWp 4 845 Ah

51,5 kWp 13 880 Ah

Tervezés – dokumentáció:

1,20 mFt

8%

1,40 mFt

6%

2,20 mFt

4%

Hálózatra tápláló PV rendszer:

3,50 mFt

24 %

7,02 mFt

31 %

19,07 mFt

37 %

Konténer és/vagy építési munka:

2,00 mFt

14 %

2,20 mFt

10 %

3,00 mFt

6%

Akkumulátorok:

2,84 mFt

20 %

5,81 mFt

25 %

16,65 mFt

32 %

VersaUPS hibrid inverterek:

2,50 mFt

17 %

3,50 mFt

15 %

6,50 mFt

13 %

Kivitelezés: Generátor:

1,10 mFt

8%

1,60 mFt

7%

2,60 mFt

5%

1,00 mFt

7%

1,00 mFt

4%

1,50 mFt

3%

1 m3 gázolaj (~2000kWh):

0,35 mFt

2%

0,35 mFt

2%

0,35 mFt

1%

22,88 mFt

100 %

51,87 mFt

Összesen (nettó): 2016.09.16.

14,49 mFt

100 %


100 % 8

Vill.en. ellátási lehetőségek összehasonlítása Meglévő hálózattól 4km-re (a fogyasztó szemszögéből)

Havi energiaigény

Hálózatra Meglévő csatl, nagy imp. csatlakozás Egyszerű DC Egyszerű sziget PV Sziget GEN Szabadvez. Fesz stab. LTO-s

Microgrid

200

30

100

200

200

200

50

3-5

3-5

20

20

20

15,3

1,05

1,56

1,35

6,9

14,49

348

590

535

63

183

325

Energiakivétel időbeni eloszlása

korlátlan

korlátos

korlátlan

korlátlan

korlátlan

korlátos

Felhasználható energia mennyisége [kWh/nap]

"korlátlan" (P x 24h)

tervezés függvénye




tervezés függvénye

Szaktudást, figyelmet igényel?

nem

igen

igen

nem

nem

nem

Fogyasztó teendőinek rendszeressége

-

fél évente

naponta

-

-

-

[kWh/hó]

Tervezési élettartam [év]

Kezdeti létesítés költsége [mFt]

Energia ára (létesítésel, 20 évre) [Ft/kWh]

2016.09.16.


9

MICROGRID, MINT ELOSZTÓHÁLÓZATI ELEM 2016.09.16.


10

Összehasonlított megoldások Microgrid létesítés

Új hálózat létesítés

25 év élettartam (kivéve akku)

50 év élettartam

Távfelügyelet VersaUPS hibrid inverterek: • Alacsony üresjárati fogyasztás • Termelők fokozatos szabályzása • 25 év tervezett élettartam

Dízelgenerátor: • Automatikus indítás • 1m3 üzemanyagtartály

Költség méretfüggő: • tervezett minimum havi termelés (december) 2016.09.16.

Költség távolságfüggő


11

Költség összehasonlítás (beruházás) Microgrid létesítése min. milyen hosszú új hálózatszakasz helyett kisebb beruházás? Csatlakozási díj 10

alapján

9

4 km felett olcsóbb Hálózat létesítés hossz [km]

8

Fogyasztó számára szabadvezeték helyett

Elosztói engedélyes beruházási költsége Szabadvezeték helyett

7 6 5

Földkábel helyett 4 3

1,5 km felett olcsóbb

2 1 0 0

400

800

1200

1600

2000

2400

Microgrid tervezett min. havi termelés [kWh]

200 kWh/hó min. termelés, pl.: hűtő, mosógép, világítás, házi vízmű 2016.09.16.


12

Költség összehasonlítás (50 év) Microgrid

Hálózat

A létesítés utáni költségek + Teljes felújítás: 1 alkalommal napelem, inverter és generátor csere

+ Akkumulátorcsere: 2 alkalommal a régi akkumulátor újrahasznosításával

• Földkábelnél elhanyagolhatóak + Szabadvezetéknél gallyazással és karbantartással számolnunk kell

+ Karbantartás: évente + Generátor üzemanyag pótlás - Megtakarított energiadíj: a rendszer minimális tervezett termelése alapján

• Az energiadíj megtakarítás magasabb is lehet!

2016.09.16.


13

Költség összehasonlítás (50 év) Microgrid min. milyen hosszú új hálózatszakasz helyett gazdaságos 50 évre vetítve? 10 9

Hálózat létesítés hossz [km]

8 Szabadvezeték helyett

7 6 5

Földkábel helyett

4

3,3 km felett gazdaságosabb

3 2 1 0 0

200

400

600

800

1000

1200

Microgrid tervezett min. havi termelés [kWh]

200 kWh/hó min. termelés 2016.09.16.


14

Jogi szabályozás és microgrid • Minőségi és üzembiztonsági jellemzők – MSZ EN50160, MSZ 1 – MEKH határozatok – Elosztói szabályzat

TELJESÍTHETŐEK

• Jelenlegi szabályozás a centralizált elosztóhálózatra szabva • Microgrid: korlátos az „ingyen” energia mennyisége • Jelenleg a heti, havi fogyasztás nem korlátozható! • Termelő, elosztói engedélyes és kereskedő szétválasztása • Termelő kapacitás építése: nem hálózatfejlesztési költség MEKH szempontjából

2016.09.16.


15

VersaUPS mintarendszer

2016.09.16.


16

Köszönjük a figyelmüket! Srám Gábor, Török Gábor


Kérdések? Srám Gábor, Török Gábor


HÁTTÉRDIÁK

2016.09.16.


19

Költség összehasonlítás Létesítési költség (földkábel és microgrid) 100

Kábel létesítési költség (ELMŰ átlag)

90 80

Microgrid (tervezett min. termelés szerint)

Kábel létesítési költség (távkorrigált becslés)

2200 kWh/hó

Csatlakozási díj

70

2000 kWh/hó 1800 kWh/hó

Költség [mFt]

1600 kWh/hó 60


50

1000 kWh/hó

40

800 kWh/hó 30 20

600 kWh/hó 500 kWh/hó 400 kWh/hó 300 kWh/hó

10


0

0

2

4

6

8

10

Létesítendő hálózat hossza [km]

2016.09.16.


20

Költség összehasonlítás Létesítési költség (szabadvezeték és microgrid) 100


90

2200 kWh/hó

80

2000 kWh/hó 70

1800 kWh/hó

Költség [mFt]

1600 kWh/hó 60

Vezeték létesítési költség (ELMŰ átlag)

50

1400 kWh/hó

Vezeték létesítési költség (távkorrigált becslés)


40

800 kWh/hó

Csatlakozási díj

30 20

600 kWh/hó 500 kWh/hó 400 kWh/hó 300 kWh/hó

10


0

0

2

4

6

8

10


2016.09.16.


21

Költség összehasonlítás Költség összehasonlítás 50 évre (földkábel és microgrid) 100

Microgrid Kábel létesítési költség (ELMŰ átlag)

90 80

(tervezett min. termelés szerint)

Kábel létesítési költség (távkorrigált becslés)

1000 kWh/hó

Csatlakozási díj

Költség [mFt]

70

800 kWh/hó

600 kWh/hó

60

500 kWh/hó 50

400 kWh/hó

40

300 kWh/hó

30


20 10 0

0

2

4

6

8

10


2016.09.16.


22

Költség összehasonlítás Költség összehasonlítás 50 évre (szabadvez. és microgrid) 100


90

1000 kWh/hó

80

Vezeték költség (ELMŰ átlag)

Költség [mFt]

70 60

800 kWh/hó

600 kWh/hó

Vezeték költség (távkorrigált becslés)

50

500 kWh/hó 400 kWh/hó 300 kWh/hó

40 30

200 kWh/hó

Csatlakozási díj

100 kWh/hó 20 10 0

0

2

4

6

8

10


2016.09.16.


23

Az intelligens mini-grid hálózatok építőkövei Srám Gábor, Török Gábor

Recommend Documents