Klimatyzacja może regulować sieć energetyczną
Klimatyzacja może regulować sieć energetyczną za pomocą regulacji poboru prądu przy pomocy czujników w domach, które są połączone siecią.
Gdy upały nie dają wytchnienia, klimatyzacja staje się niezbędna. Każdy włączony agregat chłodniczy to kolejne kilowaty pobierane z sieci, która i tak bywa przeciążona. Efektem są skoki zużycia energii, które mogą prowadzić do uruchomienia najbardziej emisyjnych elektrowni lub w skrajnych przypadkach, do blackoutów. Jednak najnowsze badania pokazują, że klimatyzatory mogą nie tylko chłodzić mieszkania, ale mogą również stabilizować system energetyczny.
Zespół badaczy z Uniwersytetu Michigan, wspólnie z Los Alamos National Laboratory i UC Berkeley, opracował system, który zmienia sposób działania klimatyzacji. Zamiast pracować niezależnie, poszczególne urządzenia w 100 domach w Teksasie zostały połączone z siecią czujników i kontrolerów, które pozwalały minimalnie przesuwać momenty ich włączania i wyłączania, wszystko w odpowiedzi na częstotliwość w sieci energetycznej.
Celem było utrzymanie częstotliwości 60 Hz, która oznacza równowagę między podażą a popytem energii. Gdy zbyt wielu odbiorców naraz zaczyna korzystać z prądu, częstotliwość spada, co powoduje, że system aktywuje klimatyzatory w mniejszym stopniu, chwilowo ograniczając pobór. Gdy popyt maleje, urządzenia mogą pracować bardziej intensywnie, nie naruszając ustawionej temperatury w domu.
Działanie w skali mikro przypomina reakcje dużych elektrowni, ale jest rozproszone, szybsze i jak się okazuje, skuteczniejsze. W testach system dorównał dokładnością tradycyjnym źródłom energii regulującym częstotliwość.
Największa obawą było to, że mieszkańcy będą marznąć albo się pocić. Nic takiego nie miało miejsca. Temperatury nie odchyliły się więcej niż o 0.9°C od zadanych wartości. Tylko dwa z testowanych domów zgłosiły chęć ręcznego przejęcia kontroli nad urządzeniem. Reszta domowników nie zauważyła różnicy, a sieć energetyczna odczuła realne wsparcie.
Pokazuje to potencjał nowoczesnych urządzeń domowych jako aktywnych elementów infrastruktury energetycznej tzw. „distributed energy resources” (DER), które mogą oddziaływać na system w czasie rzeczywistym.
Tradycyjnie sieci energetyczne działały w modelu scentralizowanym. Duże elektrownie dostarczały energię do odbiorców. Dziś mamy do czynienia z siecią coraz bardziej zdecentralizowaną. Wzrasta liczba źródeł odnawialnych, które są niestabilne (np. fotowoltaika czy wiatraki), a jednocześnie pojawiają się miliony odbiorców dysponujących inteligentnymi urządzeniami – od samochodów elektrycznych, przez pompy ciepła, po klimatyzatory.
W przyszłości, dzięki smart-termostatom i urządzeniom podłączonym do internetu, użytkownicy będą mogli dobrowolnie zgodzić się na udział w systemie regulacji częstotliwości, np. w zamian za zniżki na rachunkach za prąd. Taki model tzw. „demand response” już działa w wielu stanach USA i w krajach skandynawskich, a jego rozwój może być jednym z kluczowych elementów transformacji energetycznej.
Klimatyzacja nie musi być energetycznym wrogiem publicznym numer jeden. Przeciwnie może stać się sprzymierzeńcem stabilnej, czystej i inteligentnej sieci energetycznej. W dobie zmian klimatycznych i wzrostu zapotrzebowania na schładzania pomieszczeń takie rozwiązania są konieczne.
Szymon Ślubowski
