Сайт научно-технического журнала «Инженерные системы. АВОК Северо-Запад»

Viessmann и TenneT: проект по разумному использованию тепла и электроэнергии

В этом столетии тепловые насосы будут играть ключевую роль в обезуглероживании отопления жилых помещений. В этом уверены крупнейшие оператор передающих систем Германии TenneT и Viessmann. Это достаточный повод для обеих компаний запустить пока что уникальный пилотный проект ViFlex, который стартует уже в этом году. Недавно обе компании представили детали проекта.

Viessmann и TenneT совместно протестируют, как использовать потенциальные возможности тепловых насосов для управления перегрузками в электросети. Цель состоит в том, чтобы объединить тепловые насосы и накопители электроэнергии в виртуальную электростанцию. В то же время, эти потребители смогут значительно сэкономить на расходах на электроэнергию, если примут участие в пилотном проекте.

Оптимизация с помощью приложения Viessmann ViCare

Проект ViFlex предполагает оптимизацию работы тепловых насосов посредством технологий, разработанных концерном Viessmann. Многие потребители уже используют их через мобильное приложение ViCare для достижения максимальной энергоэффективности своей домашней системы теплоснабжения. Подобная система обычно включает в себя тепловой насос и оборудование, как производящее электроэнергию из возобновляемых источников (ВИЭ), так и способное накапливать её. График работы каждого теплового насоса синхронизируется с требованиями местного оператора энергосистемы (обычно это TenneT), и, когда это возможно, функционирование ТН осуществляется в тот период, когда в сети имеется избыток предложения электроэнергии, выработанной из ВИЭ.

Инициатива ViFlex подразумевает интеллектуальное управление выработанной и потребляемой мощностью в реальном режиме времени, предотвращая как перегрузки в энергосистеме из-за одновременного подключения множества потребителей, так и разбазаривание «лишней» электроэнергии, полученной из возобновляемых источников. В противном случае при избытке предложения «зелёных» киловатт требуется, например, отключение ветряных турбин, что отрицательно сказывается на ресурсе ветроустановок и способствует потере энергии. Подобная технология называется Congestion Management Process (CMP), что дословно переводится как «Процесс управления заторами (пробками)». Эта технология пришла из сферы управления наземными и подземными перевозками и предназначена для недопущения возникновения заторов и пробок из-за точечного скопления транспортных средств или подвижного состава метрополитена.

Позволяя тепловым насосам, объединённым в «виртуальные электростанции», потреблять электроэнергию при её локальном избытке, можно добиться снижения нагрузки на электрическую сеть в целом и гарантировать, что «зелёную» электроэнергию не придётся выбрасывать впустую.

Обязательным условием участия в пилотном проекте ViFlex является получение потребителем своего тарифа на электроэнергию в Энергетическом сообществе ViShare (ViShare Energy Community) через договорного партнёра Digital Energy Solutions, дочернюю компанию Viessmann. Таким образом, все компоненты энергетической системы остаются «в одних руках», что повышает надёжность энергоснабжения. Работа тепловых насосов в такой системе оптимизирована таким образом, что TenneT даже зарабатывает на CMP, причём без потери комфорта для потребителей. Таким образом, ViFlex является уникальной инициативой, которая оказывается выгодной всем участникам проекта.

Тепловые насосы Viessmann реагируют на подачу электроэнергии

В тепловых насосах Viessmann применена технология, которая позволяет устройству работать только на электроэнергии, полученной из возобновляемых источников. ViFlex подразумевает, что посредством интеллектуального управления любая крупная энергосистема будет способна гибко реагировать на избыток предложения «зелёной» электроэнергии, одновременно справляясь и с перегрузками. Например, тепловой насос может аккумулировать тепловую энергию именно тогда, когда установленные на крыше фотовольтаические преобразователи вырабатывают много «солнечного» электричества, или когда дует сильный ветер и в сети доступно много «ветряных» киловатт. Это стабилизирует всю энергосистему, делая её значительно более устойчивой, и радикально решает вопрос с тепловыми электростанциями, работающими на ископаемом (невозобновляемом) топливе, делая их ненужными.

Задний план

Распространение возобновляемых источников энергии всё чаще приводит к децентрализации компонентов энергетических систем Германии. Можно не ограничиваться централизованным производством и хранением электроэнергии, а осуществлять потребление произведённой или сохранённой энергии прямо на месте, что очень удобно для применения в системах жизнеобеспечения зданий и сооружения.

На сегодняшний день в любой энергосистеме растут требования к надёжности и стабильности, чтобы гарантировать потребителю бесперебойное энергоснабжение. При условии эффективного управления децентрализованные генераторы и хранилища электроэнергии, а также грамотные потребители могут сделать энергосистемы более гибкими и устойчивыми, тем самым значительно усовершенствовав их. Появляется перспектива создания абсолютно надёжных и управляемых энергосистем, обеспечивающих потребителю высочайший уровень комфорта по приемлемым ценам.

Использование блокчейнов

Предоставление системных энергетических услуг (управление выработанной мощностью и сглаживание перегрузок в сети) миллионами «малых производителей» требует нового подхода к автоматизации контроля и радикальной интеграции в процессы крупных операторов энергосистем, а также больших усилий со стороны разработчиков климатического оборудования.

TenneT вместе с рядом европейских операторов систем обработки и передачи информации и компанией Equigy разработала транснациональную платформу обработки данных на основе блокчейн-технологии — Crowd Balancing Platform (CBP). Эта платформа позволит миллионам домохозяйств предложить электроэнергию, выработанную своими домашними установками, всему европейскому энергетическому рынку. Очевидно, что эта идея, при грамотной и выверенной реализации, создаст новый уровень надёжности энергетических систем Европейского союза. Платформа CBP обеспечивает автоматическую интеграцию новых «малых производителей» электроэнергии в рабочие процессы крупнейших сетевых операторов и других участников энергетического рынка.

В течение многих лет Viessmann постоянно инвестирует в развитие собственной платформы управления энергопотреблением, чтобы повысить удобство и экономичность производимого концерном климатического оборудования, добиваясь максимального комфорта для пользователя. Проект ViFlex является важным вкладом в суть и смысл девиза концерна Viessmann: «Мы создаём жилое пространство для будущих поколений!».

О компании TenneT

TenneT — ведущий оператор энергосистем Германии и Европы. Компания проектирует, строит, обслуживает и эксплуатирует высоковольтные электросети в Нидерландах и на большей части Германии, а также содействует развитию европейского энергетического рынка. TenneT стремится обеспечить безопасное и надёжное энергоснабжение потребителей и играет важную роль в ускорении перехода Европы к углеродно-нейтральной энергетике будущего. Оператор владеет сетью высоковольтных линий передачи протяжённостью около 23,5 тыс. км и обеспечивает энергоснабжение более чем 42 млн пользователей, при этом поддерживая баланс между спросом и предложением электроэнергии. Компания в 2020 году получила валовый доход в € 4,1 млрд при количестве сотрудников 5000 человек и общей стоимости активов в € 23 млрд. TenneT является одним из крупнейших инвесторов в европейские и международные наземные и морские энергосистемы.

Необходимым условием является то, что клиенты устанавливают тариф на электроэнергию в ViShare Energy Community через договорного партнера Digital Energy Solutions, дочернюю компанию Viessmann. Это означает, что все компоненты остаются в одних руках, что повышает надежность для клиентов. Тепловые насосы участников оптимизированы таким образом, что TenneT получает надбавку за управление перегрузками без потери комфорта.

Тепловые насосы Viessmann реагируют на подачу электроэнергии

В тепловых насосах Viessmann используется технология, которая может работать на 100% возобновляемой электроэнергии и может с помощью интеллектуального управления гибко реагировать на потребности электросети. Например, тепловой насос может работать и заполнять резервуар для хранения тепла именно тогда, когда с крыши идет много солнечной энергии или когда в Германии дует сильный ветер, поэтому в сети доступно много энергии ветра. Это стабилизирует электросеть и заменяет использование ископаемых электростанций.