1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Возобновляемые источники энергии в немецком городке Вильдпольдсриде

Небольшой немецкий городок на юге Баварии с населением в 2600 человек участвует в интересном эксперименте, доказывающем жизнеспособность возобновляемых источников энергии в будущем. Вильдпольдсрид в настоящее время производит на 500 процентов больше энергии, чем ему необходимо для собственных нужд, за счет возобновляемых источников энергии, и продает излишки электроэнергии.

Возобновляемые источники энергии в немецком городке ВильдпольдсридеХотя в целом это расценивается как огромный успех, без проблем не обошлось. В частности, возникла сложность интеграции избытка местной энергии в общие сети электроснабжения с сохранением их стабильности. Поэтому региональные коммунальные службы (AÜW) и компания Siemens выбрали Вильдпольдсрид для тестирования системы, которая автоматически стабилизирует силовой сети.
История началась в 1997 году, когда глава города Arno Zengerle и городской совет решили, что хотят оживить общество и стимулировать устойчивое развитие города. В действие был введен инновационный план WIR-2020, по которому намечалось развитие в Вильдпольдсриде возобновляемых источников энергии, «зеленого» строительства и охраны водных ресурсов. Цель плана - производить 100% электроэнергии из возобновляемых источников энергии к 2020 году.
Все произошло гораздо быстрее, чем планировалось, - спустя 17 лет. В городе теперь есть пять биогазовых установок, почти 5 МВт мощностей солнечных электростанций, 11 ветряных турбин общей мощностью более 12 МВт, сети централизованного теплоснабжения на основе биомасс, три малые гидроэлектростанции и 2100 квадратных метров солнечных тепловых систем. Первые две ветровые турбины частично финансировались благодаря небольшому гранту от правительства Баварии. Установку следующих турбин профинансировали местные жители, многие из которых фермеры. Ветровые турбины выработали более 17 000 МВт ч электрической энергии в 2013 году. Срок окупаемости таких установок - 10 лет. В последующем они приносят 80 процентов прибыли владельцам молочных ферм.
Все общественные здания, 120 частных домов и 4 компании подключены к системе централизованного теплоснабжения. Биомассы для системы получены из отходов древесины местных лесов и генерирует 2400 кВтч тепла каждый год. Большинство фотоэлектрических систем в городе установлены на частных домах - около 200 домов теперь имеют солнечные батареи на крыше. Девять муниципальных зданий, в том числе начальная школа, предприятие по утилизации отходов и спортивный центр также оборудованы солнечными батареями. Электроэнергия, получаемая от солнца, ветра и биомассы продается AÜW по фиксированной цене, установленной в 20-летнем соглашении о закупке электроэнергии (PPA).
Хотя все излишки электроэнергии, получаемой от возобновляемых источников энергии,  приносят более $7 млн. в год в виде доходов, они также вызывают головную боль для AÜW, которая должна поддерживать стабильность сетей. Поэтому в 2010 году AÜW выбрала Вильдпольдсрид в качестве площадки для эксперимента. С другой стороны Siemens искала сетевого оператора для испытания новых технологий «smart grid». Две компании объединились и вложили 6 миллионов долларов в проект под названием IRENE - интеграция регенеративной энергии и электрической мобильности.
Первым шагом проекта IRENE стала установка 200 измерительных приборов в системах возобновляемой энергии по всему городу. С помощью приборов измерения различных электрических величин, таких как ток, напряжение и частота, определили, кто является потребителем электроэнергии, а кто поставляет энергию в систему, и выявили проблемы, влияющие на стабильность сетей электроснабжения. При возникновении неполадок автотрансформатор сглаживал перепады напряжения. В систему также были включены аккумуляторные батареи емкостью 138 кВт * ч (номинал, А ч х напряжение в системе, В) для стабилизации сети.
Основой умной сети «smart grid» является самоорганизующаяся система автоматизации, называемая SOEASY. Она уравновешивает спрос и предложение, сохраняя сеть "стабильной". Это мозг IRENE. SOEASY вычисляет погодные условия, цену на электроэнергию, мощность, качество и другие факторы для принятия решения, следует ли поставлять электроэнергию в энергосистему или отправлять на хранение. Это, на самом деле, довольно сложный процесс. SOEASY содержит пять различных программных модулей – агент личной энергии, мастер баланса, зона администратора, агента сетевой компании и энергетической полиции.

  • агент личной энергии: у каждого пользователя в городе есть небольшое устройство, которое позволяет указывать, сколько энергии он или она хочет продать, в какое время и при какой минимальной цене с 15-минутными интервалами. Это, в некотором смысле, рынок распределения энергетических ресурсов масштабе одного города, встроенный в гораздо большую сеть;
  • мастер баланса: устанавливается на AÜW и определяет, предложение какого агента личной энергии будет принято для покрытия спроса в сети. Устройство может планировать показатели за день и учитывает различные параметры, такие как изменение погоды;
  • администратор: зона администратора помогает сетевой компании (AÜW) поддерживать стабильность сети, если в нее подается слишком много электроэнергии. Зона администратора может изменять входной сигнал от различных источников с помощью команд, может посылать энергию на хранение, или регулировать напряжение через автотрансформатор;
  • агент сетевой компании: собирает данные от производителей и потребителей энергии и подает их в зону администратора, который вмешивается, если максимальное напряжение превышено, и на мастера баланса, который решает, сколько энергии может быть принято без перегрузки сети;
  • энергетическая полиция: убеждается, что вся произведенная энергии учтена агентом личной энергии, и что никто не пользовался электроэнергией незаконно.

Одним из способов помочь сбалансировать электросети является использование электромобилей для хранения избыточной энергии. В Вильдпольдсриде теперь есть 32 электромобиля, которые сдаются в аренду жильцам. Когда есть избыток энергии, подключаются батареи электромобилей для зарядки. В планах на будущее - иметь транспортные средства, которые смогут возвращать электроэнергию в сеть в случае нехватки энергии.
Проект IRENE, закончившийся в 2013 году, и умные сети «smart grid» в настоящее время служат основой для разработки IREN2 - будущего интегрированных сетей для возобновляемых источников энергии. Целью IREN2 является изучение возможности технической и экономической оптимизации распределительных энергетических систем, включая устройства генерации, аккумуляторные батареи для хранения энергии, сети центрального отопления, биогазовые установки и дизель-генераторы.
Система возобновляемых источников энергии в Вильдпольдсриде сделала больше, чем просто помощь Германия на пути к своей цели по возобновляемым источникам энергии. Благодаря ней было создано 140 новых рабочих мест, построен экологический учебный центр, увеличился приток туристов. Город каждый год посещают более 100 делегаций. Увеличение доходов позволило городу иметь собственных врачей, восстановительный центр, пожарную станцию и другие услуги, недоступные во многих других городах аналогичного размера. Успех умных сетей «smart grid» дает возможность развития энергосберегающих технологий не только в Германии, но и во всем мире.