Egy csapásra megoldanák az országos napelemproblémát a BME kutatói

Aki az utóbbi időben beszerzett háztartási napelemet vagy csak elgondolkodott rajta, biztosan szembesült már azzal, hogy több körzetben nem lehet újabbakat üzembe helyezni, legalábbis a hálózatra nem táplálhatnak fel energiát. Ennek az az oka, hogy a napelemek által okozott feszültségproblémák miatt korlátozni kellett a terjedésüket – miközben a megújuló energia használata klímavédelmi és takarékossági okból is nyilván kívánatos volna.

Erre a dilemmára találtak megoldást a Villamosmérnöki és Informatikai Kar Villamos Energetika Tanszékén a Smart Power Labor kutatói. Olyan megoldást dolgoztak ki, amely viszonylag gyorsan működésbe hozható és nem is kerül sokba. Az újításról szóló cikkük nemrég jelent meg az Elektrotechnika szakfolyóiratban.

Sűrűségi korlát

„Az adta a motivációt, hogy a szabályozás miatt sok helyre nem lehet már több napelemet telepíteni. Nem véletlenül: a szimulációk szerint bizonyos napelemsűrűség fölött tényleg olyan feszültség alakulhat ki, ami kárt tehet az elektromos berendezésekben. Ezért olyan megfejtést próbáltunk találni, nem is annyira kutatói, mint mérnöki szemmel, ami az infrastruktúra költséges fejlesztése nélkül túllendít ezen a problémán” – mondta a bme.hu-nak Divényi Dániel egyetemi docens, a labor helyettes vezetője.

A cél tehát olyan rendszer kialakítása volt, amiben mindenki részt tud venni úgy, hogy jól jöjjön ki belőle. Abból indultak ki, hogy a napelemek több mint 90 százalékának van olyan invertere, amely képes a helyben mért feszültségtől függő termelésszabályozásra. Egy algoritmus pedig meg tudja mondani, hogy egy adott településen vagy utcában a hálózatot ellátó transzformátortól való távolság függvényében, melyik berendezésen kell bekapcsolni ezt a funkciót.

Ráadásul nem kell nagy léptékű kommunikációs rendszert, központi optimalizálást, üzemirányítást kiépíteni – meg lehet oldani decentralizált módon. „Ez a frekvencia szabályozására lényegében ma is működik az országban, mióta léteznek az együttműködő villamosenergia-rendszerek. Innen is jött az alapötlet.

E funkció alkalmazásának költsége minimális ahhoz képest, ha a helyi transzformátort vagy a vezetékeket cserélnénk le” 

– magyarázta Divényi Dániel.

Egy olyan utcában vagy településen, ahol kritikus a helyzet, elég lenne egy évben egyszer hálózatszámítást végezni, illetve felmérni, hogy hol, mennyi berendezés van. Mindebből meg lehet mondani, hogy melyik napelemen, milyen szabályozási paramétert kell beállítani. A szakemberek kiszámolják az egyedi beállításokat, és „onnantól minden autonóm módon működik – egészen addig, amíg nem kerül fel még sokkal több napelem vagy a hálózat kezelője nem alakítja át azt jelentősen”.

Ha nem vezetik be ezt a rendszert, akkor vagy fenn kell tartani a korlátozásokat a hálózatbővítések elkészültéig, vagy az a helyzet fog kialakulni, hogy mindig a transzformátortól legtávolabb lévő házaknál kapcsolnak majd le a napelemek, mert ott a leggyakoribb a határértéken felüli feszültség előfordulása. Ami nyilván nem működhet hosszú távon, hiszen egyenlőtlenül érintené az egyes felhasználókat.

A VIK laborjában kigondolt módszer Divényi Dániel szerint jogszabályba nem ütközik, nem igényel speciális engedélyezési eljárást és a piac rugalmasságát ösztönző uniós irányelvekkel is biztosan összhangban áll. A kutatók beszéltek már szolgáltatókkal, felvetették az illetékes minisztériumnak is, és mindenhol pozitívan fogadták az ötletet. Azért is érdemes mielőbb kipróbálni a javasolt megoldást a gyakorlatban, mert ahogy múlik az idő, egyre több helyen lesz elektromos autó, háztartási energiatároló, amelyek szintén terhelik majd a hálózatot.

„Ezen eszközök esetében is be lehet majd vetni az új funkciót, mert a működés ugyan kicsit más, de a logika ugyanaz lehetne: 

aki beszáll a feszültségszabályozásba, az hozzájárul a villamosenergia-rendszer hatékony működéséhez, cserébe a rendszer ezt honorálja”

 – jegyezte meg a szakember.

Most még azon dolgoznak, hogy az olyan esetekre is legyen megoldás, amikor a transzformátorhoz tartozó áramkör több elágazást tartalmaz vagy a fogyasztók eltérően terhelik az egyes fázisokat. „Az ilyen esetek bonyolítják a számítást, de a koncepció ettől még működik. Egy pilotprojektet kell indítani, hogy ezt igazolni tudjuk, van is kapcsolatunk egy szolgáltatóval, amely nyitott a kipróbálásra.”

Felvetődik a kérdés, hogy van-e már külföldön hasonlóan működő szisztéma, amelynek a tapasztalatai hasznosítók lennének. Divényi Dániel azt mondta, egyelőre nem találtak ilyet, aminek lehet az a magyarázata, hogy nálunk relatíve sok a háztartási napelem, illetve az is, hogy a hálózat máshol nagyobb kapacitásra van kiépítve, mint nálunk.

gp
fotó: Pixabay/Pexels