Výzkumníci simulovali provoz sedmi komunit obnovitelných zdrojů energie v Neapolském námořním přístavu. A zjistili, že nabízejí nižší náklady na životní cyklus. Pomocí různých kapacit solární a vlnové energie optimalizovali systém na 90 % míru vlastní spotřeby. Nabídli také schéma pro řízení přístavní energetické komunity.
Vědci z italské Neapolské univerzity Federico II zkoumali proveditelnost zakládání komunit obnovitelných zdrojů energie (REC) v námořních přístavech. Za tímto účelem vytvořili numerický model založený na předpisech Evropské unie. Ačkoli říkají, že jejich výsledky lze zobecnit na jiné přístavy. Vezmeme-li Neapolský přístav jako případovou studii, dosáhli vysoké míry vlastní spotřeby a nízkých nákladů životního cyklu.
,,Přístavy jsou zvláštní antropogenní systémy, které se vyznačují vysokou energetickou náročností v důsledku mnoha činností prováděných v přístavních oblastech, zahrnujících elektřinu pro lodní dopravu, průmyslové operace a komerční zařízení,“ uvedli akademici. „Proto lze prostřednictvím elektrifikace konečného využití a rozvoje projektů sdílené obnovitelné energie v rámci umožňujícím rámec REC přeměnit přístavy na uzly obnovitelné energie. Ty totiž převážně potenciálně dodávají přebytečnou energii okolním komunitám.“
Optimalizace systému pomocí solární i vlnové energie
Pomocí softwaru, jako je MATLAB a PVsyst, vědci vytvořili numerický model pro nasazení fotovoltaických systémů, konvertorů energie vln (WEC) a systémů pro ukládání energie z baterií (BESS). Poté modelovali finanční tok systému a provedli multi-cílovou optimalizaci, aby našli nejlepší konfiguraci REC.
Vypracovali případovou studii neapolského přístavu, který má potenciální plochu pro instalaci fotovoltaiky 106 100 m2. Přičemž se předpokládá, že WEC budou umístěny na vlnolamech přístavu v délce 1,5 km. Byla použita typická roční meteorologická data z profilů ozáření a vln. Místo přijímá maximálně přibližně 1 000 Wh/m2 globálního horizontálního záření s ročním zářením přibližně 1 600 kWh/m2. Maximální výška vlny dosahuje 2,5 m, s průměrem 0,55 m.
„Analýza uvažuje solární panely směřující na jih s úhlem azimutu 0 stupňů a úhlem sklonu 30 stupňů, využívající komerční fotovoltaické moduly s výkonem 315 W na modul,“ vysvětlili výzkumníci. ,,Systém oscilujícího vodního sloupce (OWC) je považován za zvolenou technologii pro využití energie vln.“
Předpokládané kapitálové náklady na FV ve výši 30 tis. Kč/kW, 38 tis. Kč/kW pro WEC a 8 800 Kč/kW pro BESS. Model uvažoval FV zařízení do 12 MW, WEC do 5 MW a BESS do 5 MWh.
Kromě toho studie zvažovala sedm REC, které mohou pracovat společně nebo samostatně. Přístavní úřad REC (PA REC) sestává převážně z veřejného prostoru, zatímco REC 1-5 jsou subjekty seskupené podle jejich blízkosti. Port REC označuje jednu velkou energetickou komunitu celého přístavu se špičkovou spotřebou 3 800 kW.
„Podle informací veřejně poskytnutých přístavním úřadem lze hlavní aktéry působící v rámci hranic přístavu seskupit do obecných společností, provozovatelů osobního sektoru, loděnic a komerčních provozovatelů. Všichni jsou uživateli energie a potenciálními účastníky zřizování REC,“ zdůraznili výzkumníci.
Posílení námořních přístavů obnovitelnými zdroji energie
Podle nich by optimalizace systému umožnila port REC s 90 % vlastní spotřebou a 60 % soběstačností. To přináší náklady životního cyklu (LCC) na 20 let ve výši 880 mil. Kč, vezmeme-li v úvahu, že provozovatelé přístavů by jinak utratili 2 mld. Kč. BESS vede k 15 % nárůstu vlastní spotřeby energie.
„Rozhodnutí mezi vytvořením jednoho nebo více REC v přístavu závisí na specifických vlastnostech portu,“ uzavřeli akademici. „Výsledky optimalizace ukázaly, že více REC poskytuje vyšší celkové příjmy a vede k nižším LCC (480 mil. Kč ve srovnání s 880 mil. Kč) ve srovnání se zavedením jediného REC v přístavech. Virtuální sebespotřeba však mírně klesá na 81 %.
Výzkumníci navrhli, že „složitost správy aktiv obnovitelných zdrojů energie v přístavech se může řešit centralizovanou správou více REC v přístavech synergií mezi správou přístavů, provozovateli přístavů, členy REC a subjekty třetích stran. Navrhli jsme model řízení, který zahrnuje všechny z nich a zavádí řízené přidělování nových členů, rozdělující manažerské role mezi centrální vedení a jednotlivá REC. Tímto způsobem mohou porty uživatelům portů nabízet konkurenceschopnější a nákladově efektivnější služby.“
Jejich zjištění se prezentovala v dokumentu „Posílení námořních přístavů obnovitelnými zdroji energie v rámci možností energetických komunit“, zveřejněném na webu Energy Conversion and Management. Do studie se zapojili i vědci z kanadské Concordia University.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
