FinEst Targa Linna Tippkeskuses on lõpule jõudnud pilootprojekt, mille eesmärk oli soodustada kohaliku taastuvenergia tarbimist ning olemasoleva elektritaristu efektiivsemat kasutamist. Selmet tarbida elektrit otse võrgust, võimaldab energiasalvestus- ja juhtsüsteemide kasutamine muuta elektritarbimise profiili. Näiteks kui võrguelekter on kallis, saab ümber lülituda salvestatud energia kasutamisele, kirjutas TalTechi elektroenergeetika ja mehhatroonika instituudi vanemteadur Tarmo Korõtko.
Lahendusena nähakse juhitavate mikrovõrkude laiemat levikut. Projekti käigus keskendutigi mikrovõrkude rajamise lihtsustamisele läbi infotehnoloogiliste lahenduste.
Mikrovõrgud aitavad tõhustada elektrivõrgu funktsionaalsust konkreetsel objektil
Kaasaegsed mikrovõrgud rajatakse juhtumipõhiselt, energiahaldussüsteemina kasutatakse valdavalt kinnist ning litsentseeritavat tarkvara. Kui süsteemi kasutamisel selgub, et selle funktsionaalsus vajab täiendamist, tuleb selleks pöörduda süsteemi paigaldaja poole. Seeläbi tekib aga ühe tarnija risk. Samuti on energeetikas oluliselt pikemad arendustsüklid kui infotehnoloogias, mis kandub üle valdkonna tarkvaratootjatele, mille tulemusena on tarnijate reageerimine uutele võimalustele või keskkonna muutustele aeglane.
Kirjeldatud probleemide leevendamiseks töötasid TalTechi teadlased välja skaleeritava lahenduse mikrovõrkude moodustamiseks, lihtsustades oluliselt nende kasutuselevõttu ning vähendades seonduvaid finantsriske. Väljatöötatud kontseptsioon kasutab standardiseeritud või minimaalselt kohandatud elektrisüsteemi seadmeid, mida täiendab modulaarne ja avatud tarkvaraplatvorm ning mis võimaldab süsteemi funktsionaalsuse tagamist läbi tarkvararakenduste.
Selline lähenemine eraldab edukalt elektrisüsteemi tarkvara riistvarast ning tagab paindlikkuse rakendada just sellist funktsionaalsust nagu konkreetsel objektil tarvis. Sisuliselt avatakse süsteem kolmandatele osapooltele ja välditakse seeläbi süsteemi sidumist ühe tarnijaga, mis tagab lahenduste mitmekesisuse ning võimaldab arendada süsteemi funktsionaalsust samas tempos, nagu arenevad infotehnoloogilised lahendused. Samuti võimaldab avatud süsteem teadlastel senisest kiiremini oma teadustöö tulemusi rakendada.
Katsed Lääne-Harju vallas ja Tartus
Lahenduste katsetamiseks rajati projekti partnerite abil kaks pilootala, kus moodustati olemasoleva taristu peale mikrovõrk. Rajatud pilootalade elektrisüsteemi integreeriti energiasalvestid, eesmärgiga saavutada parem juhitavus tänu elektrisüsteemi suurenenud paindlikkusele.
Pilootalad rajati Lääne-Harju vallas asuvasse tööstusparki ning Tartu linnas asuvasse avatud parklasse. Lääne-Harju valda rajatud pilootala peamine eesmärk oli demonstreerida avatud ja modulaarse tarkvaraplatvormi kontseptsiooni mikrovõrkude moodustamiseks. Seetõttu valiti demonstreerimiseks taotluslikult sirgjooneline rakendus, kus energiasalvesti juhtimise kaudu vähendatakse tarbimise ja tootmise tipuvõimsusi, et tähelepanu ei keskenduks niivõrd sellele, mida tehakse, vaid kuidas tehakse.
Tartu linna pilootala puhul oli põhieesmärk demonstreerida olemasoleva taristu senisest laiemat kasutamist. Üldine kontseptsioon nägi ette linna tänavavalgustusvõrgu kasutamist elektri püsitoite võimaldamiseks avalike teenuste pakkumise eesmärgil. Projekti raames arendatud tarkvaraplatvorm jälgib ja juhib süsteemi paigaldatud energiasalvestit, et koordineerida tarbimist ja võimaldada suurema nimivõimsusega koormusi ning seeläbi tagada munitsipaaljaotusvõrgu optimaalne kasutamine.
Elektrijaotustaristu tehnoloogilise valmiduse taset on tarvis tõsta
Projekti käigus uuriti, millisel määral kasutatakse Eesti kohalikes omavalitsustes tänavavalgustuse elektrijaotustaristut. Selgus, et see on suurel määral alakasutatud, lepingulisest liitumisvõimsusest kasutatakse neljal juhul viiest 15% või vähem. Kuna keskmine liitumisvõimsus on enam kui pooltes liitumiskilpides üle 15 kW, tähendab see, et pea iga teise tänavavalgustuse liitumiskilbi kaudu on võimalik tagada püsitoide vähemalt 12 kW nimivõimsusega tarbijale. Võrdluseks: levinumad kodumajapidamistes kasutatavad elektriautode laadijad on nimivõimsusega 11 kW. Selliseid liitumispunkte leidub läbi linna pea iga 0,5 kilomeetri raadiuses, nii on tegu täiesti arvestatava ressursiga.
Kuna pilootprojekti raames arendati ning valideeriti avatud ja modulaarse tarkvaraplatvormi kontseptsioon (TVT 6), siis on eesmärgiks seatud jätkutegevuste käigus tõsta tehnoloogilise valmiduse taset. Hiljemalt 2024. aasta sügisel soovitakse välja anda platvormi esimene n-ö täisversioon, kuid selleks on tarvis omajagu arendusööd.
Lisaks soov kaasata arendatud platvormi erinevates teadus- ja innovatsioonigrantides, mis võimaldab töö tulemusi kiiremini ning kulutõhusamalt rakendada. Samuti on sooviks arendada koostööd linnade ja kohalike omavalitsustega, et arendada uusi targa linna teenuseid ning rakendada ja levitada neid arendatud platvormi abil.
Töö on valminud mikrovõrkude pilootprojekti tulemina, mis viidi läbi Tallinna Tehnikaülikooli juurde loodud FinEst Targa Linna Tippkeskuse poolt ning mida rahastas Euroopa Regionaalarengu Fond ja Eesti Haridus- ja Teadusministeerium.
Väikeenergeetika võimalused kohalikele omavalitsustele ja ettevõtetele
Väikeenergeetika teemasid käsitleti oktoobrikuus seminaril, kuhu kogunes üle neljakümne huvilise. Esindatud olid ettevõtjad, teadlased, kliimaministeeriumi ja kohalike omavalitsuste ning jaotus- ja põhivõrguettevõtete esindajad. Kogu seminari läbivaks teemaks oli, milliseid võimalusi ja väljakutseid pakub väikeenergeetika kohalikele omavalitsustele ning ettevõtetele.
Olulisemad seminaril kõlama jäänud mõtted
- Riik ei soovi väikeenergeetika arendamisel olla eestvedaja rollis, vaid ootab ettepanekuid kohalikult tasandilt selle kohta, kuidas ja millega riik saaks aidata. Ettepanekuteks võivad olla üldised poliitika ja regulatsioonidega seonduvad või juba konkreetsed instrumendid ja mehhanismid.
- Mikrovõrkude arendajate jaoks on täna suurimaks kitsaskohaks suhtlus võrguettevõtjatega. Probleemidena on mainitud läbipaistmatu ning aeglane taotluste menetlemine, ebapiisav suhtlus või konsultatsioon, ebamõistlikud tehnilised võrgupiirangud, ebavõrdne kohtlemine vms. Arendajatele on energeetika valdavalt kõrvaltegevus, ennekõike soovitakse keskenduda oma põhitegevusele. Mikrovõrkudes nähakse väärtust eeskätt lokaalse ringmajanduse rakendamises ja varustuskindluse parandamises. Majanduslik kasu on pigem teisejärguline, kuid pikas perspektiivis peab projekt olema tasuv.
- Lokaalse taastuvenergia kohaliku tarbimise maksimeerimine ei ole tänini olnud jaotusvõrguettevõtja prioriteet. Samas on jaotusvõrguettevõte väljendanud, et senini kasutusel olnud võrgu tugevdamise kõrval nähakse alternatiivina ka paindlikkuse ja pinge kvaliteeti toetavate teenuste hankimist. Samuti liigutakse üha enam taastuvenergia tootmisseadmetele dünaamiliste liitumisvõimsuste võimaldamise suunal.
- Salvestus- ega mistahes muud tehnoloogiad ei loo väärtust iseseisvalt ning olulise võimaldajana nähakse turustandarditega ühtivaid digitaalseid teenuseid – näiteks virtuaalsed elektrijaamad ning tarbimise juhtimise programmid. Tarvis on selgemat reguleerimist, kus määratakse kõik agregeerimisega seonduv: alates prosuumerite võimalustest ja kohustustest ning füüsilisest liidestamisest, kuni bilansivastutuseni välja.
Artikkel ilmus esmakordselt Tallinna Tehnikaülikooli ajakirjas Mente et Manu detsembris 2023.
