Odpowiedni miks energetyczny dla mniejszych społeczności

Opublikowano: 23 stycznia 2020 / Aktualizacja od: 17 sierpnia 2020 r. - Autor: Konrad Wolfenstein

Przełącz na wersję angielską

Narzędzie Fraunhofera na rzecz transformacji energetyki miejskiej

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Energia słoneczna, energia geotermalna czy fotowoltaika – która forma zaopatrzenia w energię jest najbardziej odpowiednia dla społeczności? Przedstawiciele mniejszych społeczności mają do czynienia z ogromną ilością informacji, co w wielu przypadkach zwiększa istniejącą niepewność. Nowe narzędzie internetowe firmy Fraunhofer rzuca teraz światło na tę dżunglę i określa optymalny koszyk energetyczny dla każdej osoby, w tym opcje finansowania.

© Open Data Turyngia | virtualcitySYSTEMS GmbH | Układ: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Wizualizacja zapotrzebowania na ciepło gminy Neumark (486 mieszkańców) w siatce 100 x 100 m. Ciemne kolory wskazują na duże zapotrzebowanie na ciepło. Wyniki oszacowano na podstawie konstrukcji budynku.

Nadchodzi transformacja energetyczna. Jednakże przedstawiciele małych społeczności często nie wiedzą, jak dokładnie mogłoby to w ich przypadku wyglądać. Energia słoneczna, fotowoltaika czy energia geotermalna? Jaki ma sens i w jakim stopniu te technologie mogą przyczynić się do zaopatrzenia społeczności w energię? A co z ewentualnym finansowaniem?

Narzędzie programowe analizuje potrzeby i możliwości

W tym przypadku w grę wchodzi narzędzie z oddziału Applied Systems Technology AST Instytutu Optroniki, Technologii Systemów i Analizy Obrazu im. Fraunhofera IOSB, które naukowcy opracowali w ramach projektu „Inżynieria energetyczna i modelowanie ekonomiczne modTRAIL”. „Dzięki naszemu oprogramowaniu burmistrzowie mniejszych gmin mogą dowiedzieć się o możliwościach technicznych w obszarze transformacji energetycznej i związanym z nią finansowaniem – dostosowanym indywidualnie do społeczności” – mówi Liane Rublack, naukowiec w Fraunhofer IOBS-AST. „Ciepło i energia elektryczna nie muszą być wytwarzane w 100% ze źródeł odnawialnych; narzędzie opiera się raczej na koszyku energetycznym systemów wytwarzania konwencjonalnego i odnawialnego”.

Naukowcy testują już to narzędzie w czterech modelowych społecznościach w Turyngii liczących mniej niż dziesięć tysięcy mieszkańców, a dokładniej w Kahla, Werther, Neumark i Großobaren. Dla decydentów w gminach wygląda to tak: najpierw wpisują nazwę swojej społeczności, a następnie otrzymują bardziej szczegółowe informacje na temat zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło na swoim terenie. Następnie wyrażają swoje życzenia dotyczące przyszłych dostaw energii elektrycznej i ciepła. Na jakich technologiach chciałbyś się oprzeć, a które wolisz wykluczyć? Do wyboru jest wiele opcji, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, magazynowanie energii elektrycznej i ciepła, kotły kondensacyjne na olej i gaz, powietrzne pompy ciepła i geotermalne pompy ciepła. Narzędzie prosi również o zapytania dotyczące innych czynników. Czy nacisk położony jest na minimalizację emisji CO2, czy raczej na koszty zakupu energii? W rezultacie burmistrzowie lub inni decydenci otrzymują informację, jak mógłby wyglądać miks energetyczny i systemowy, który spełniałby założone cele, np. składający się z systemów fotowoltaicznych, magazynów energii elektrycznej i ciepła oraz elektrociepłowni. Informacje obejmują również koszty instalacji i eksploatacji, koszty zakupu energii, wielkość emisji CO2 i możliwości finansowania.

„Chcemy wykorzystać nasze narzędzie, aby ruszyć z miejsca i pokazać burmistrzom małych społeczności potencjał, jaki oferują odnawialne źródła energii dla ich miejscowości” – wyjaśnia Rublack. Jako podstawowe dane dla narzędzia badacze z Fraunhofer IOSB-AST wykorzystali standardowe profile obciążenia gospodarstw domowych, a także szeregi czasowe dla odnawialnych źródeł energii przechowywane przez Niemiecką Służbę Meteorologiczną – w tym przypadku te ze stacji pogodowej z Turyngii niedaleko Erfurtu-Weimaru . W przypadku społeczności liczących mniej niż 10 000 mieszkańców w Turyngii niezbędne dane są już zapisane w systemie. Jednakże narzędzie to może być stosowane także w innych krajach związkowych posiadających odpowiednie dane.

Pokonaj bariery wejścia

Ten model optymalizacji ma zostać zintegrowany jako komponent (moduł) z oprogramowaniem online wspólnego projektu TRAIL. Celem szczegółowym wspólnego projektu „Transformacja na obszarach wiejskich (TRAIL)” jest dostępność łatwego w użyciu narzędzia, które pomaga zmotywować dużą liczbę mniejszych społeczności do intensywnego rozwiązywania problemów efektywnego zaopatrzenia w energię. W szczególności należy pokonać przeszkody na rynku, które można dostrzec w ograniczonych zasobach ludzkich i finansowych. Trwają prace nad oprogramowaniem internetowym, które generuje wstępne zestawienia dotyczące zużycia energii elektrycznej i ciepła w społecznościach i sugeruje zalecenia dotyczące dalszych działań, przede wszystkim w oparciu o publicznie dostępne dane GIS, dane ze spisów ludności i inne istniejące bazy danych.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Uczestniczące gminy mogą opracować środki dotyczące regionalnej transformacji energetycznej za pomocą innowacyjnego narzędzia internetowego TRAILstarter: www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Energia słoneczna, energia geotermalna czy fotowoltaika – która forma zaopatrzenia w energię jest najbardziej odpowiednia dla społeczności? Przedstawiciele mniejszych społeczności mają do czynienia z ogromną ilością informacji, co w wielu przypadkach zwiększa istniejącą niepewność. Innowacyjne narzędzie internetowe firmy Fraunhofer rzuca teraz światło na tę dżunglę i określa optymalny koszyk energetyczny dla każdej osoby, w tym opcje finansowania.

© Open Data Turyngia | virtualcitySYSTEMS GmbH | Układ: Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Wizualizacja zapotrzebowania na ciepło gminy Neumark (486 mieszkańców) w siatce 100 x 100 m. Ciemne kolory wskazują na duże zapotrzebowanie na ciepło. Wyniki oszacowano na podstawie konstrukcji budynku.

Przewrót w energetyce jest nieuchronny. Jednak przedstawiciele małych społeczności często zastanawiają się, jak to dokładnie mogłoby wyglądać w ich przypadku. Energia słoneczna, fotowoltaika czy energia geotermalna? Jaki ma sens i w jakim stopniu te technologie mogą przyczynić się do zaopatrzenia społeczności w energię? A co z ewentualnymi dotacjami?

Narzędzie programowe analizuje potrzeby i możliwości

W tym miejscu wchodzi narzędzie z jednostki Technologii Applied Systems Technology AST w Fraunhofer Institute for Optronics, Systems Engineering i Image Exploation IOSB, które naukowcy opracowali w projekcie „ModTrail Energy Technology and Economic Modeling”. „Dzięki naszemu oprogramowaniu burmistrzowie mniejszych społeczności mogą poinformować je o możliwościach technicznych w dziedzinie transformacji systemu energetycznego i odpowiednich dotacjach---te informacje są indywidualne dla społeczności”, mówi Lianen Rublack, naukowiec Fraunhofer IOBS-AST. „Ciepło i energia elektryczna nie muszą być generowane w stu procentach ze źródeł odnawialnych, ale narzędzie koncentruje się na mieszance energetycznej generacji konwencjonalnej i odnawialnej.

Naukowcy testują już to narzędzie w czterech modelowych społecznościach w Turyngii liczących mniej niż dziesięć tysięcy mieszkańców – a dokładniej w Kahla, Werther, Neumark i Großobaren. Dla decydentów w gminach sytuacja wygląda następująco: najpierw wpisują nazwę swojej gminy, a następnie otrzymują bardziej szczegółowe informacje na temat zapotrzebowania na energię elektryczną i ciepło w swojej miejscowości. Następnie wpisują swoje życzenia dotyczące przyszłych dostaw energii elektrycznej i ciepła. Na jakich technologiach chcieliby się oprzeć, a z jakich woleliby zrezygnować? Do wyboru jest wiele opcji, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, magazynowanie energii elektrycznej i ciepła, kotły kondensacyjne na olej i gaz, powietrzne pompy ciepła i geotermalne pompy ciepła. Narzędzie odpytuje także żądania dotyczące innych czynników. Czy skupiamy się na minimalizacji emisji CO2, czy raczej na kosztach zakupu energii? W rezultacie burmistrzowie lub inni decydenci otrzymują informację, jak mógłby wyglądać miks energetyczno-roślinny spełniający określone cele, np. składający się z systemów fotowoltaicznych, magazynów energii elektrycznej i ciepła oraz elektrociepłowni. Informacje obejmują również koszty instalacji i eksploatacji, koszty zakupu energii, wielkość emisji CO2 i możliwości uzyskania dotacji.

„Dzięki naszym narzędziem chcemy, aby piłka się toczyła i pokazać burmistrzom małych społeczności potencjał, jaki oferują odnawialne źródła energii dla ich społeczności”, wyjaśnia Rublack. Naukowcy z Fraunhofer iOSB wykorzystali profile obciążenia dla gospodarstw domowych, a także szeregi czasowe dla odnawialnych źródeł energii przechowywanych przez niemiecką obsługę pogodową w tym przypadku Turingian Weather Station w pobliżu Erfurt-Weim-jako podstawowych danych dla narzędzia. W przypadku społeczności z mniej niż 10 000 mieszkańców w Turingu, niezbędne dane są już przechowywane w systemie.

Pokonywanie barier wejścia

Ten model optymalizacji ma zostać zintegrowany jako komponent (moduły) z oprogramowaniem internetowym wspólnego szlaku projektu. Betonowym celem wspólnego projektu „Transformacja na obszarach wiejskich (Trail)” to dostępność narzędzia łatwego t, które pomaga motywować wiele mniejszych społeczności, aby intensywnie zajmować się kwestiami wydajnego dostaw energii. W szczególności projekt ma na celu przezwyciężenie barier wejścia, które są widoczne w ograniczonych zasobach ludzkich i finansowych. Zostanie opracowane internetowe narzędzie oprogramowania, które podstawowe wykorzystuje publicznie dostępne dane GIS, dane spisowe i inne istniejące bazy danych w celu generowania wstępnych stwierdzeń dotyczących energii elektrycznej i zużycia ciepła w gminach oraz do sugerowania zaleceń dotyczących dalszych działań.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Korzystając z innowacyjnego narzędzia internetowego TRAILstarter, uczestniczące gminy mogą określić środki transformacji regionalnego systemu energetycznego: www.trail-energie.de