Насколько большой доли ВИЭ можно достичь в автономной энергосистеме без снижения надежности, если поставить цель сделать энергоснабжение одновременно автономным и «зеленым»? Будет ли такая система более эффективной и открытой для включения в нее новых потребителей и источников энергии? Эти вопросы наиболее остро встают на островных территориях, и ответ на них дает новый доклад IRENA, посвященный техническим аспектам построения автономных энергосистем со сверхвысокой долей генерации на базе ВИЭ.

Примеры реализованных проектов островных энергосистем показывают, что доля ветровой и солнечной генерации в энергобалансе может достигать 65–70%, и потребители при этом не проигрывают ни в надежности, ни в стоимости электроснабжения.

Гибридная энергосистема KIREIP на австралийском острове Кинг, проект компании Hydro Tasmania, выстраивалась с 1998 года: сперва в дополнение к 6 МВт дизельной генерации был установлен ветрогенератор на 750 кВт, затем мощность ВЭУ выросла на 2,4 МВт, но это существенно увеличило нагрузку на дизельные генераторы, которые стали обеспечивать балансирование системы. В 2008 году на острове была установлена система управляемых резисторов, которые с тех пор обеспечивают регулирование в энергосистеме, а с 2014 года вместе с ними над регулированием частоты работает накопитель на основе маховика и электрохимические накопители на 3 МВт/1,5 МВт∙ч. В том же году на острове была развернута система управления нагрузкой потребителей, также обеспечивающая необходимую для интеграции ВИЭ гибкость. В итоге сегодня более 3000 часов в год дизельные генераторы, к тому же переведенные на биотопливо, вообще не используются и стоят в резерве, а годовая экономия на электроснабжении достигает $2 млн.

Компоненты гибридной автономной энергосистемы KIREIP. Источник: Hydro Tasmania.

Близкие значения—до 65% доли солнца и ветра в годовой выработке—показывают проект Siemens на Галапагосах в составе 952 кВт солнечной генерации, 1625 кВт биодизелей и 660 кВт накопителя и проект GEMS на Азорах, в рамках которого система управления с AI балансирует 1 МВт солнечной и 4,5 МВт ветровой генерации при помощи накопителя на 6 МВт/3,2 МВт∙ч.

В России, особенно на Дальнем Востоке, немало островных территорий с хорошим потенциалом ВИЭ, которые ждут своих решений по эффективному электроснабжению, чтобы пополнить список удачных примеров автономных энергосистем.

Подготовлено Инфраструктурным центром EnergyNet

Автор: Игорь Чаусов