Тема перебоїв електроенергії сьогодні є як ніколи актуальною для України. Відсутність світла паралізує життєдіяльність громадян, підприємств, установ у містах, селах по всій країні. Наші служби щодня працюють для максимально оперативного відновлення. Проте після війни на нашу державу чекає масштабна реконструкція. Тож попри усі труднощі ми маємо шанс відбудуватися та стати кращими та сильнішими, ніж були до повномасштабного вторгнення.
У такий складний період дуже важливо шукати нові технологічні рішення, які зможуть забезпечити безперервне, надійне та ефективне постачання електроенергії в майбутньому: створювати власні та вивчати успішні кейси інших держав.
Саме тому ми вирішили підготувати серію матеріалів про досвід провідних європейських держав у забезпеченні надійними та стійкими електричними мережами. І перший із них про два фінські виші, Університет прикладних наук Оулу та Університет Оулу, які мали за мету створити загальну сучасну електричну систему, яка б забезпечувала резервне живлення та слугувала лабораторією та демонстраційним центром для роботи сучасних мереж. Цей кейс може стати прикладом не тільки для українських навчальних закладів, а й для інших установ.
Рішенням від компанії Eaton, до якої вони звернулися для реалізації проєкту, стала інтегрована локальна мережа з контейнера UPSG потужністю 50 кВт/60 кВА (комбінація накопичувача енергії та резервного генератора), сонячної електростанції, зарядки електромобілів і компактної системи накопичення енергії xStorage Compact потужністю 40 кВт/50 кВт-год.
Результат проєкту – універсальна електрична мережа microgrid, яка полегшує вивчення того, як декарбонізація, цифровізація та децентралізація можуть сприяти стійкості мережі та енергетичному переходу.
Універсальний симулятор реального життя для використання в освіті – нова система резервного живлення кампусу Оулу ефективно ілюструє роботу електричної мережі майбутнього.
Пропонуємо розглянути кейс детальніше.
Бекграунд
У спільному кампусі Університет прикладних наук Оулу й Університет Оулу планували побудувати сучасну гібридну лабораторію з демонстраційними засобами для студентів у сферах енергетики, будівництва, електротехніки та автоматизації. Мета проєкту, відомого як EaaSLab, полягала в тому, щоб створити центр для освіти, досліджень і бізнес-співробітництва з акцентом на те, як декарбонізація, цифровізація та децентралізація можуть сприяти стійкості мережі та енергетичному переходу.
«Університет Оулу проводить здебільшого наукові та теоретичні дослідження. Водночас Університет прикладних наук Оулу зосереджується на практичній діяльності, спрямований на розуміння загальної картини», — пояснює Марко Куккола, викладач Університету прикладних наук Оулу.
Для гібридної лабораторії два університети хотіли створити інтегровану електричну установку, включно з сонячними батареями, системою зберігання енергії та генератором, які також були б під’єднані до зарядних точок для електромобілів (EV). Мета була подвійна: служити дослідницьким і навчальним середовищем для студентів та забезпечити електропостачання всієї лабораторії.
Цей спільний проєкт є унікальним як з точки зору співпраці між двома установами, так і з точки зору резервної системи живлення в лабораторії, що особливо ускладнило реалізацію.
Виклики
Процес закупівлі був складним, оскільки його проводили дві адміністративно окремі установи. Два університети визначили загальний обсяг разом, але проєкт мав бути оцінений і затверджений ними окремо. Водночас вони повинні були зробити спільні інвестиції та разом володіти інфраструктурою, оскільки резервне живлення та систему зберігання енергії не можна розділити.
«У нашому попередньому кампусі у нас було небагато обладнання для розподільчої мережі, і лише досить звичайна техніка для традиційної лабораторної практики. Нове середовище враховує зростання цифровізації та переваги, які вона пропонує. Цифровий світ завжди потребує електроенергії, а мережа живлення та пов’язані з нею механізми захисту повинні працювати надійно», – каже Куккола.
Окрім труднощів, пов’язаних із різними вимогами двох навчальних закладів, які працюють в одному приміщенні, проєкт також зіткнувся з додатковими проблемами, тому що здійснювався під час пандемії коронавірусу.
За словами Кукколи: «Виклики створені, щоб їх вирішувати. Проєкт отримав фінансування ЄС, що супроводжувалося певними вимогами щодо процесів і дедлайнів. Ще одним викликом було задовольнити всі залучені сторони».
Рішення
Eaton поставив UPSG-контейнер потужністю 50 кВт/60 кВА – поєднання джерела безперебійного живлення (UPS) і накопичувача енергії, а також компактну систему накопичення енергії xStorage Compact місткістю 50 кВт/год, яка є серцевиною великої та універсальної електричної мережі.
Університети хотіли розмістити обладнання переважно в окремих зовнішніх контейнерах, оскільки в будівлях мало місця. Конструкція контейнера Eaton виявилася дуже ефективним рішенням для задоволення потреб обох установ, оскільки контейнери дозволяють легко ознайомитися з обладнанням системи, адже воно знаходиться в одному місці.
«На практиці ми допомогли їм створити систему microgrid, яка імітує справжню велику електричну мережу. Її можна застосовувати для імітації зарядження електромобілів, використання відновлюваної енергії, потенційних збоїв у мережі та практично будь-чого іншого. Це симулятор реального життя для освітніх цілей», – говорить Петрі Кокконен, менеджер проєкту з продажу Eaton.
«Ми все частіше бачитимемо цей тип інтегрованої системи. UPSG може впоратися з невеликими відключеннями, але він також час від часу потребує технічного обслуговування. Мережа майбутнього матиме багато сонячної та вітрової енергії, але вона не буде доступна в темну пору взимку або за відсутності вітру. Тому нам потрібно збирати енергію з багатьох ресурсів у децентралізований спосіб. У майбутньому ми матимемо не лише багато джерел електроенергії, але й чітку картину того, що є в нашій мережі», – додає Куккола.
Результати
Завдяки новій системі вся лабораторія має надійне електропостачання, незалежно від мережі чи погоди. Уся електроенергія проходить через UPSG і постійно вимірюється. Дані зберігаються в базі й можуть бути використані для навчальних цілей.
«Наша мета — дати студентам змогу цифрового моделювання роботи рішення, яке ми зараз створюємо. Вони можуть спочатку випробувати речі в безпечному демонстраційному середовищі, і лише потім проводити реальні тести. Це дасть їм розуміння процесів», — говорить Куккола, окреслюючи майбутнє системи.
Про компанію Eaton
Eaton — це інтелектуальна компанія з управління електроенергією, діяльність якої спрямована на покращення якості життя та захист довкілля в усьому світі. Ми прагнемо правильно вести бізнес, стабільно працювати та допомагати нашим клієнтам керувати електроенергією ─ сьогодні й у майбутньому. Використовуючи глобальні тенденції посилення електрифікації та цифровізації, ми прискорюємо перехід планети на відновлювані джерела енергії, допомагаємо розв’язувати нагальні проблеми управління електроенергією та робимо найкраще для наших зацікавлених сторін і всього суспільства.
Заснована в 1911 році, компанія Eaton котирується на біржі NYSE майже століття. Наш прибуток склав 19,6 мільярда доларів у 2021 році. Ми обслуговуємо клієнтів у понад 170 країнах. Додаткова інформація на вебсайті. Слідкуйте за нами в Twitter і LinkedIn.
