Izzivi v električnem omrežju – toplotne črpalke

Elektrodistribucijsko omrežje je omejeno z največjo preneseno električno močjo. Če se ta moč poveča, lahko pride do izpada dela omrežja ali celo do izpada celotnega omrežja. Zato mora elektrodistributer poskrbeti, da omrežje ostaja stabilno.

Omrežje ni enakomerno obremenjeno ves čas. Obremenitev niha urno, dnevno in sezonsko. To regulatorji rešujejo s cenovno ugodnejšimi termini v dnevu, ko je omrežje manj obremenjeno. Tako se uravnoteženje prenese na porabnike. Z nižjimi cenami stimulirajo porabnike, da omrežje uporabljajo, ko je manj obremenjeno. Ti se lahko na to odzovejo ali pa tudi ne. Distributerji na to nimajo vpliva.

Ker smo vedno bližje situaciji, ko omrežje ne bo moglo zadostiti vsem zahtevam, bo potrebna aktivna vključitev distributerjev, da fizično preprečijo preveliko uporabo omrežja. To lahko naredijo samo tako, da omejijo električno moč končnemu uporabniku.

Zaradi zelenega prehoda je v električno omrežje priključeno veliko število toplotnih črpalk in polnilnic za električna vozila. Te predstavljajo zajetno porabo električne moči. Če bi elektrodistributerji lahko upravljali s temi napravami, bi imeli veliko manevrskega prostora za zmanjšanje močnostnih konic.

Za njih je izziv oblikovati električno omrežje za obvladovanje konic proizvodnje obnovljive energije. Prav tako mora omrežje biti sposoben premostiti obdobja nizke proizvodnje.

Delovanje

Z nadzorom delovanja toplotnih črpalk lahko distributer razbremeni električno omrežje v času konic in izravnava porabo. Lastniki toplotnih črpalk imajo korist od tega z znižanjem omrežnine in nižjimi cenami električne energije.

Distributer lahko za določen čas dneva zmanjša moč ali izklopi toplotne črpalke. Ti časovni bloki morajo biti časovno omejeni, največkrat pa uporabljeni med močno obremenjenimi deli dneva (zjutraj in zvečer). Toplotne črpalke lahko distributer tudi prisilno vklopi, kadar je omrežje razbremenjeno ali je prisoten višek električne energije.

V preteklosti so imele toplotne črpalke večinoma tehnologijo on/off. Takšne toplotne črpalke so imele dve stanji: ali so delovale ali pa so bile izklopljene. Ob izklopu pa stranka za določen čas ostane brez ogrevalnega vira, zato sta za takšne primere potrebna zalogovnik za toplo vodo ali pa velika vztrajnost ogrevalnega sistema (talno gretje).

Moderne toplotne črpalke imajo zvezno vodeno moč (inverterske). Pri teh črpalkah je mogoče nastavljati moč in distributer bi lahko omejil njihovo moč na prej dogovorjeno vrednost. S tem stranka ne ostane brez ogrevalnega vira, le moč se zmanjša.

S temi ukrepi bi distributer lahko uravnaval konice in s tem varoval omrežje. Na enak način bi lahko pri strankah preprečil konice pri dogovorjeni moči odjema.

Tehnična izvedba tega ukrepa bi se lahko izvajala preko pametnih števcev. Velika večina toplotnih črpalk je že opremljena z vmesnikom SG-ready. Novejše toplotne črpalke pa imajo že tudi razne komunikacijske vmesnike, prirejene za priključitev na CNS, prek katerih je mogoče omejevati moč naprave.

Pri ukrepih je treba upoštevati tudi težave ki lahko nastanejo pri zunanjih temperaturah pod projektno temperaturo, saj so toplotne črpalke dimenzionirane za to temperaturo. Pri tej temperaturi je moč toplotne črpalke enaka izgubam objekta. Izklop pri teh pogojih bi vodil do primanjkljaja toplotne energije v objektu, vendar so toplotne črpalke opremljene s električnim grelom za pokrivanje teh izgub. S tem bi se ob teh pogojih povečala obremenitev omrežja (slabši izkoristek).

SG-ready

→ Celoten članek je objavljen v Elektrotehniški reviji številka 3/2025

Avtor:
Robi Jakob

Ne spreglejte pa tudi strokovnih predstavitev:

Nova zakonodaja za SAMOOSKRBO in postavitev & priključevanje naprav iz obnovljivih virov, energetsko učinkovitost in električno mobilnost | Vse na enem mestu

HRANILNIKI ELEKTRIČNE ENERGIJE – neodvisna in zanesljiva (samo)oskrba z električno energijo | Nova zakonodaja in pogoji za priključevanje ter nove tehnologije, Tehnične smernice, zadnje stanje tehnike in subvencije

POŽARNA VARNOST obnovljivih virov energije – malih elektrarn, ePolnilnic, hranilnikov električne energije in pripadajočih inštalacij | Energetske naprave za pridobivanje in shranjevanje električne energije | Sončne, vetrne, hidroelektrarne in elektrarne na biomaso in biopline | Polnilna infrastruktura za eVozila

Elektrotehniška revija

Naročilo revije:
Enoletna naročnina: 29,70 €
Enoletna naročnina za študente in dijake: 19,80 €