Технології майбутнього

Майбутнє електромереж уже почалося у Smart Energy Lab Інституту Фраунгофера з сонячних енергосистем у Фрайбургу. У лабораторії завбільшки з автобус науковець Кристоф Вітвер розмістив шафи з апаратурою, пульти керування, системи батарей і міні-електростанцію. Його мета - не лише говорити про "розумні" електромережі, але й створювати їх. Поки що - в тестовому режимі. За його словами, нині триває робота над тим, щоб оптимізувати споживання та виробництво струму в електромережах завтрашнього дня.

Електрика й тепло з одного джерела

Кристоф Вітвер, керівник відділу інтелектуальних енергосистем інституту Фраунгофера, повертається до металевого бірюзового чотирикутника, що нагадує величезну морозильну камеру. Насправді це мікро-ТЕЦ, тобто теплова електростанція. У будинках майбутнього мають вироблятися електроенергія та тепло. Адже замість того, щоб отримувати енергію з великих електростанцій, кожен зможе самостійно на місці організувати виробництво струму та тепла для своїх потреб, прогнозує Вітвер. Це можливо, якщо встановити малу сонячну чи вітрову установку на даху, теплонасос у підвалі або маленьку ТЕЦ, що одночасно вироблятиме електроенергію та тепло з біогазу чи деревини.

"У лабораторії ми поєднали теплоелектростанцію з так званим термічним акумулятором теплової енергії, де всередині вода", - пояснює фахівець. Акумулятор дозволяє зберігати тепло, що виділяється під час виробництва струму, і використовувати його для опалювання чи підігріву води у власному будинку чи навіть у сусідніх будівлях наче в локальній тепломережі. І це далеко не все, що буде можливим у "розумних" електро- й тепломережах майбутнього, прогнозує науковець.

Мікротеплоелектростанції на біогазі будуть особливо зручними для того, щоб заповнювати мережу струмом у проміжках часу, коли в неї не надходитиме електроенергія, одержана від сонця чи вітру. "Тобто мікро-ТЕЦ у такому випадку працюватиме на повну потужність і замість того, щоб утилізувати надлишкове тепло, зберігатиме його в термічному накопичувачі", - пояснює фахівець.

Перерв у постачанні не буде

У "розумних" електромережах майбутнього, так званих "smart grids", мають поєднануватися різні джерела енергії, мобільні та стаціонарні накопичувачі, а також забезпечуватися різноманітні тарифи для споживачів. Усе це насамперед для того, щоб зробити мережу стабільною. Адже виробництво електроенергії за допомогою сонця чи вітру залежить від часу доби й погодних умов. Якщо це не узгодити з показниками споживання струму, то постає загроза перерви енергопостачання. Професор силової електроніки Бруно Бурґер з інституту Фраунгофера переконаний: якщо трапиться криза, "розумна" електромережа має сама собі допомогти. Тому в лабораторії вчений знову і знову моделює кризову ситуацію. Він тестує кожну складову, що постачатиме струм від сонячної установки в будинку до загальної електромережі.

Бурґер переконаний, що прилади, які перетворюють одержану від сонця електроенергію на змінний струм, що використовується в господарстві, у майбутньому відіграватимуть провідну роль як стабілізатори мережі. Наприклад, якщо напруга в мережі впаде, то цей перетворювач зможе й надалі передавати туди струм з сонячного генератора, пояснює професор.

Недостатній захист приватних даних

Навіть малі виробники в майбутньому зможуть налагодити повністю автоматизоване виробництво електроенергії від вітру або сонячних променів, контрольоване в режимі реального часу з пультів керування, переконаний Бруно Бурґер. "Один перетворювач струму не може запобігти перервам у енергопостачанні, але багато перетворювачів це можуть, і навіть дуже добре", - каже науковець. Щоправда, якщо станеться помилка і багато перетворювачів одночасно спрацюють неправильно, це може спричинити перерву в енергопостачанні. Над тим, як цьому запобігти, працюють науковці .

Ще одне відкрите питання - наскільки споживачі самі готові до такого майбутнього. Адже Smart Metering, споба застосування "розумних" лічильників електроенергії, вже призупинилася. Ці лічильники мали спонукати людей вмикати електроприлади, наприклад, пральні машини тоді, коли в мережу подається дешевший екологічний струм. Але критики цієї ініціативи застерігають від імовірності недостатнього захисту приватних даних. Для Кристофа Вітвера зі Smart Energy Lab це доказ того, що для перетворення електромереж майбутнього на справді "розумні", потрібно більше, ніж науковий прогрес.