2015. november 11.
A megfelelő energiatermelési, fogyasztási és tárolási egyensúly megteremtését kutatják a Műegyetem tudósai az okos villamosenergia-hálózatokban rejlő lehetőségek vizsgálata közben.
„A környezetbarát emberi lét megteremtéséhez szükséges technikai feltételek létrehozásán dolgozunk egy ’grandiózus’ és szerteágazó tudományágban” – vallotta a fóti Élhető Jövő Park „Smart Grid”, magyarul okos villamosenergia-hálózatok kutatásainak műegyetemi koordinátora, Raisz Dávid, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Villamos Energetika Tanszékének docense. Hozzátette, a fóti park egy olyan „testbed”, azaz kísérleti helyszín, ahol az ipari partnerekkel közös kutatási eredményeik a gyakorlatban is kipróbálhatók, részvételre ösztönözve a fiatal mérnökhallgatókat a tudományos munkában.
|
Élhető Jövő Park – Fót A 2013 őszén felavatott tudományos kísérleti helyszín a Nemzetközi Gyermekmentő Szolgálat fóti Lovasterápiás és Oktató Központjában jött létre. A beruházás 2 év alatt, közel 300 millió forintból és számos ipari szereplő támogatásával valósult meg. Az együttműködésben részt vevő felsőoktatási partnerek, így a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem és az Óbudai Egyetem, kiemelt szereplői a helyben végzett tudományos és oktatási tevékenységeknek. A mintaparkban korszerű technikákkal vizsgálják többek között az alternatív energiatermelési és felhasználási lehetőségeket, fiatal kutatók bevonásával. Számos alap- és mesterképzéses szakdolgozat, diplomaterv illetve PhD-tanulmány dolgozott fel a parkban kutatott témákat. (A bme.hu korábban már tudósított két fiatal hallgató tudományos munkájáról, mindkettejük záródolgozati témáját a parkban végzett kísérletek inspirálták. A fóti Élhető Jövő Park felavatásáról készült összefoglalónk ITT olvasható.) |
E-Robogó Fóton
„A ’Smart Grid’ fogalma a villamosenergia-rendszer előtt álló legnagyobb kihívások feltérképezésével érthető meg” – magyarázta a BME oktatója a hosszú ideig háttérbe szorult témáról, amely az elmúlt 8-10 évben kezdte foglalkoztatni a tudósokat. „A mindenütt megbízható és minőségi villamosenergia-ellátást nehezíti, hogy egyre kevesebb forrás jut hálózatfejlesztésre, a meglévő magyarországi infrastruktúra folyamatosan öregszik, így egyre több az időjárás okozta zavar is” – osztotta meg Raisz Dávid. Úgy véli, hogy a jelenlegi villamosenergia-rendszer üzemeltetése közben számos energiahatékonysági gond érhető tetten. Példaként említette a háztartásokban működő „kiserőműveket”, azaz a napelemeket, amelyek helyenként feszültségproblémákat okozhatnak az elektromos rendszerekben. „Nyári hétvégéken, főként a déli, napos órákban általában alacsony a háztartások energiafogyasztása, e közben a háztartási energiatermelők, például a napelemek energiabetáplálása jelentős. Ilyen helyzetben elfordulhat, hogy az előírtnál nagyobb feszültségek alakulnak ki a fogyasztóknál és a hálózati energiaáramlás iránya ’megfordul’. Azaz, a tervezett működési módtól eltérően az energia nem a nagyobb feszültségű hálózat felől áramlik a kisebb feszültségszintek felé, hanem fordítva” – magyarázta. E jelenség számos műszaki problémát vet fel, csakúgy, mint a Napból és a szélből származó energiabetáplálás változékonysága. „Egy felhőátvonulás szinte egyik percről a másikra akár 50-80%-kal is csökkentheti a napelem által betáplált teljesítményt, ami rendszertervezési hiba esetén akár rendszerirányítási problémához is vezethet.”
A fóti Élhető Jövő Park „Smart Grid” kutatásaiban éppen e problémák megoldására végeznek kísérleteket. „A parkban rendelkezésre álló műszerekkel pontosabban előrejelezhetők a fóti napelemek és a helyi szélerőmű energiatermelési, és a fogyasztók energiafelhasználási igényei. A park akkumulátortelepe villamosenergia-tárolóként is működik, ennek részeként a villamosenergiával működő autók intelligens töltése, és e töltés megújuló energiához igazítása is megvalósul Fóton.” A kutatóközpontban vizsgálják az intelligens mérők, más néven okosmérők (angolul „Smart Meters”) alkalmazási lehetőségeit is. „Ezek az eszközök a felhasználók egyedi energiafogyasztási szokásait regisztrálják, de az információ-technológia fejlődésében rejlő lehetőségeket kihasználva például a hálózatmonitorozás területén is hasznosíthatók” – számolt be Raisz Dávid a lehetséges gyakorlati használatról.
Intelligens hibahely meghatározó berendezés és eredményei
A „Smart Grid” rendszerek jelentőségét mára az ipari szereplők is felismerték: „számos, korábban más területen tevékenykedő tudományos műhelyben és nagyvállalatnál is előtérbe kerültek az intelligens villamos-energetikai fejlesztések” – fejtette ki a nemzetgazdasági szempontokat a műegyetemi oktató. Úgy véli, hogy „a fóti park kutatásai is a modern társadalom jövőbeli működőképességének alapjait teremthetik meg, amelyek kulcsa a biztonságos, gazdaságos és környezetbarát energia előállítása”. Kiemelte a parkban végzett műegyetemi tudományos kísérletek és mérések közül az egyik legújabbat: „hamarosan a fóti Élhető Jövő Park játszóterén kezdjük meg egy intelligens közvilágítási mikro-rendszer kifejlesztését, amelynek előzményeként a Műegyetem már az MTA-val és a GE-vel is végzett közös kutatásokat”. (Az eredményekről a bme.hu is hírt adott – a szerk).
Smart Grid és határterületei
Raisz Dávid úgy vélte, hogy a kutatócsoport sokoldalú kísérleteinek és kutatásainak eredményei számos területen felhasználhatók. Példaként említette a háztartási méretű kiserőművek villamosenergia-rendszerre gyakorolt hatásaira vonatkozó eredményeket, a hálózati inverterek és az okos mérők elektromágneses kompatibilitási problémáinak feltárását – azaz, a napelemes rendszerek befolyásoló hatását a fogyasztásmérők pontosságára, valamint az e-mobilitás és az elosztott energiatárolás lehetőségeinek elemzéséről szóló legutóbbi publikációkat. „Folyamatban van egy újabb kutatási program kialakítása, amelyben a park szigetüzemi működésének lehetőségeit fogjuk megvizsgálni. A kísérletnek óriási jelentősége lehet a teljes villamosenergia-ellátás jövőbeni működési módjának rugalmasságát, hibatűrő képességének fokozását és a hálózati beruházások hosszú távú optimális megválasztását tekintve.”
Raisz Dávid számos olyan villamos-energetikai kutatásról is beszámolt, amelyekkel a BME a „Horizont 2020” elnevezésű európai uniós kutatás-fejlesztési keretprogramban pályázott támogatásért. E vizsgálatok egy részének kísérleti demonstrációs helyszíne éppen a fóti Élhető Jövő Park. „Az egyik projektben a különböző háztartási, kisüzemi és ipari fogyasztói energiamenedzsment-rendszerek és az elosztóhálózat üzemirányítási rendszere közötti kapcsolat megteremtése a célunk, ami lehetővé teheti egy több szempontot figyelembe vevő, optimális energiatermelési, fogyasztási és tárolási egyensúly kialakítását”. Hangsúlyozta, hogy a kutatásokban a szerteágazó képességű, főként az energetika területén felkészült szakemberek együttműködésére van szükség: „az elméleti háttérmunka mellett hardver- és szoftverfejlesztést, méréseket végzünk, elemezzük az eredményeket, amelyekre alapozva új szabályozási módszereket dolgozunk ki”. Raisz Dávid egyúttal bízik benne, hogy a Fóton végzett tudományos munka egyre több és több mérnökhallgatót vonz a villamosenergia-rendszer fejlesztésének tudományos területeire.
TZS - TJ
Fotó, illusztráció: Raisz Dávid
Fotó: Takács Ildikó