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

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