Što su to hibridne elektrane?
Hibridne elektrane u sebi objedinjuju više izvora električne energije koji se povezuju u jedan složeni hibridni tehnološki sustav. Hibridni sustav može uključivati fotonaponske module, vjetroturbinu, hidroturbinu, diesel ili plinski agregat te mikro kogeneracijski uređaj.
Svi pojedini sustavi mogu isporučivati električnu energiju u baterijsku grupu koja služi za pohranjivanje električne energije odnosno energija se može isporučivati izravno u elektro-energetsku mrežu.
Akumulirana energija u baterijama se može direktno koristiti u električnim uređajima pokretanim istosmjernom strujom DC ili se može preko invertera transformirati u izmjeničnu struju AC s karakteristikom javne elektro-energetske mreže 220 V i 50 Hz.
ON-GRID SUSTAV
Sustav je predviđen za proizvodnju električne energije i direktni spoj na javnu elektro-energetsku mrežu s ciljem prodaje ukupno proizvedene električne energije u mrežu, a mreža ima ulogu velikog akumulatora električne energije. Solarne elektrane imaju prioritet za uključenje u sustav u odnosu na termoelektrane.
ON-GRID BATERIJSKI SUSTAV
Sustav je predviđen za proizvodnju električne energije i direktni spoj na javnu elektro-energetsku mrežu s ciljem prodaje viškova proizvedene električne energije u mrežu, a mreža ima ulogu velikog akumulatora električne energije. Solarne elektrane imaju prioritet za uključenje u sustav u odnosu na termoelektrane. Kod prekida napajanja iz mreže akumulatori se koriste kao izvor električne energije.
OFF-GRID GENERATORSKI SUSTAV
Sustav je namjenjen za proizvodnju električne energije i akumulaciju energije u akumulatorskim jedinicama. Sustav se dimenzionira prema stvarnoj potrebi i planiranom broju električnih trošila. Trošila moraju biti s niskom potrošnjom te se može kombinirati rad uređaja koji rade na 24 V ili 220 V. Uređaji koji rade na 24 V se napajaju direktno s akumulatora dok se uređaji koji rade na 220 V napajaju preko invertera. Dodatno se na sustav može priključiti generator koji proizvodi struju napona 220 V ili 24 V.
HIBRIDNI SUSTAV
Složeniji hibridni sustavi koji se često primjenjuju u primorskoj Hrvatskoj u sebi uključuju solarne module i vjetrogenerator. Sustav je nešto složeniji za instalaciju i održavanje, ali ga je moguće daljinski nadzirati putem interneta te se na serveru SMA može stalno pratiti stanje sustave i proizvodnja energije. Glavni preduvjet ovih sustave je digitalno upravljanje pojedinim komponentama te upravljanje baterijskom grupom.
HIBRIDNI SUSTAV S GORIVIM ĆELIJAMA
Goriva ćelija je elektrokemijski uređaj koji služi za neposrednu konverziju kemijske energije, sadržane u nekom kemijskom elementu ili spoju, u istosmjernu električnu struju. Goriva se ćelija, isto kao i baterija, sastoji iz dviju elektroda uronjenih u isti elektrolit. Na anodi gorive ćelije oksidira gorivo, tj. neki kemijski element ili spoj visokog sadržaja unutrašnje energije.
Elektroni, proizvedeni oksidacijom goriva, odvode se od anode vanjskim krugom vodiča preko trošila (otpornik, električni motor istosmjerne struje, žarulja i sl.) do katode. Na katodi se neki drugi element ili spoj (oksidans) reducira zahvatom elektrona proizvedenih na anodi. Produkti reakcije, negativni i pozitivni ioni, spajaju se u elektrolitu, a nastali produkt odvodi se iz gorive ćelije. Često je konačni produkt reakcije isti kao da je gorivo izgorjelo u oksidansu uz direktnu pretvorbu kemijske u unutrašnju termičku energiju.
INTELIGENTNE MREŽE (SMART-GRID)
Inteligentne mreže potrebne su kod sustava obnovljivih izvora energije jer je dotok energije nestalan te oscilira u intervalima. Energija vjetra je od svih izvora najviše nepredvidljiva te ima najveće oscilacije u proizvodnji električne energije. Solarni moduli proizvode najviše električne energije tijekom sredine dana tok ujutro i predveče proizvodnja je mala i pada do nule. Razvijaju se solarne toplinske elektrane koje mogu raditi tijekom 24 h te pri tome koriste akumulaciju energije u otopljenoj soli.
Primjenom reverzibilnih hidroelektrana moguće je napraviti akumulaciju energetskih viškova u vodenim spremnicima te vratiti tu energiju u mrežu kada je ona potrebna. Razvija se koncepcija akumulacije energije u komprimiranom zraku, a energija bi se potom dobila nazad ekspanzijskim generatorima. Moguće je akumulirati energiju kao kemijsku u vodiku koji se potom koristi u gorivim ćelijama za proizvodnju električne i toplinske energije.
Da se iskoristi postojeća plinska mreža i plinski spremnici razvija se koncepcija transformacije energije u vodik koji bi se potom pretvarao u metan. Dobiveni metan se može koristiti u plinskim mikro-kogeneracijskim motorima za proizvodnju električne energije ili se može direktno izgarati i koristiti za grijanje građevina. Da se povežu svi ovi energetski izvori potrebno je razviti inteligentne mreže koje bi imale mogućnost upravljanja kućanskim uređajima te ih paliti i gasiti.
Izvor: hrastovic-inzenjering.hr
