Evropski projekt SENERGY NETS

Energetika Ljubljana od septembra 2022 sodeluje v razvojno-inovacijskem projektu SENERGY NETS – Increase the Synergy among different ENERGY NETworkS, ki ga v deležu 70 odstotkov sofinancira Evropska unija. Cilj projekta je razviti in prilagoditi opremo za zbiranje ter izmenjavo prožnosti med različnimi energetskimi sistemi. 

Evropski zeleni dogovor določa pot do podnebne nevtralnosti EU do leta 2050 in med drugim daje prednost učinkoviti rabi energije in razvoju energetskega sektorja, ki bo temeljil predvsem na obnovljivih virih. Pri tem se pojavlja več izzivov:

• Obnovljivi viri, kot so sončne in vetrne elektrarne, so nedispačabilni – pri njih nimamo vpliva na njihovo trenutno proizvodno moč. To predstavlja težavo predvsem v elektro omrežjih, kjer mora biti proizvodnja v vsakem trenutku uravnotežena s porabo električne energije;
• Energetski sistemi za distribucijo elektrike in toplote so bili zasnovani za tokove energentov v smeri od velikih centraliziranih proizvodnih enot do končnih porabnikov. Pri uvajanju OVE in izkoriščanju odpadne toplote pri končnih porabnikih pa dandanes prihaja do številnih manjših razpršenih virov in obrnjenih smeri tokov energentov v omrežjih. Obstoječa omrežja niso bila zasnovana za tovrstno uporabo in v njih vse pogosteje prihaja do preobremenitev.

Alternativo velikim in investicijsko zahtevnim posegom za povečevanje kapacitet omrežij predstavlja prilagajanje odjema porabnikov. V sodelovanju s končnimi uporabniki lahko poiščemo tista bremena, ki jih v primeru prezasedenosti omrežij pod vnaprej dogovorjenimi pogoji lahko izklapljamo. Ti pogoji so npr. moč bremena, čas, odzivni čas, trajanje ter strošek izklopa in kot celota predstavljajo prožnost bremena.

Virtualna elektrarna oz. toplarna

Cilj projekta SENERGY NETS je prikazati tehnični in ekonomski potencial za razogljičenje obstoječih energetskih sistemov. V ta namen bomo v okviru projekta razvili nabor programskih orodij, namenjenih zbiranju prožnosti v posameznih energetskih sistemih. Z opremo, imenovano tudi virtualna elektrarna oz. toplarna, bomo preverjali možnosti časovnega zamika v proizvodnji in porabi energije v energetskih sistemih, s čimer bomo gladili konice ter razbremenili infrastrukturo za distribucijo toplote ter elektrike. Zbiranje prožnosti bomo skušali dodatno optimizirati z izmenjavo prožnosti med sistemi daljinskega ogrevanja ter distribucije električne energije. Zbrane prožnosti bomo ovrednotili z ekonomskega, okoljskega in družbenega vidika ter jih nato porabili oziroma ponudili operaterjem distribucijskih in prenosnih sistemov.

Tri pilotne lokacije

Delovanje opreme bo demonstrirano na treh pilotnih lokacijah, in sicer v Ljubljani, Milanu in Parizu, možnost ponovne uporabe pa bo preizkušena v dveh dodatnih študijah primerov, ki predstavljata alternativne podnebne, gospodarske in geografske razmere, in sicer v Västeråsu (Švedska) in Cordoba (Španija). Pri izvedbi bo potrebno upoštevati tudi zakonodajne omejitve in specifike lokalnega trga.

V Ljubljani bo programsko opremo dobavilo avstrijsko-slovensko podjetje Cybergrid, njeno delovanje pa bo demonstrirano na infrastrukturi Energetike Ljubljana in Elektra Ljubljana. Pri izvedbi bomo vključeni sodelavci sektorjev za proizvodnjo in vzdrževanje, oskrbe s toploto, investicij in razvoja ter trženja.  V projektu sodelujeta tudi podjetje Operato ter Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani.   

19 ustanov iz 8 evropskih držav

Projektni konzorcij sestavlja 19 ustanov iz 8 evropskih držav. Vanj smo vključena energetska podjetja,  razvojno naravnana podjetja, raziskovalne ustanove ter interesna združenja. Delo na projektu bo trajalo štiri leta, skupna vrednost projekta pa znaša malo manj kot 10 milijonov evrov.

Podrobnosti o projektu lahko spremljate na: Home - SENERGY NETS 

Sedanje stanje v vročevodnem omrežju na povprečen zimski dan

Na diagramu so razvidne konice obremenjenosti sistema daljinskega ogrevanja, ki nastanejo, kadar se potreba po toploti na strani odjemalcev hitro poveča: okoli 6.00 zjutraj in v popoldanskem času okoli 17.00.

Zaradi konic je potrebno v omrežje vključiti dodatne vire, ki le z obratovanjem pod polno obremenitvijo lahko zadostijo nenadnim povečanim potrebam.

Vklapljanje dodatnih virov je neposredno povezano z višjimi stroški obratovanja in višjimi emisijami.

Cilj:­­­­­ glajenje konic in optimizacija delovanja omrežja

Z bolj enakomerno razporeditvijo odjema toplote skozi celoten dan želimo zmanjšati tako obremenitev omrežja kot tudi potrebo po vklapljanju dodatnih virov.

Optimalno delovanje omrežja pomeni zmanjšane emisije in prihranke pri stroških obratovanja, ki se neposredno odražajo pri ceni toplote.   

Koncept tehnične rešitve

Na izbrane toplotne postaje (TP) bomo prigradili merilno regulacijsko in komunikacijsko opremo, kar bo omogočilo daljinsko upravljanje TP. Upravljanje večjega števila TP bomo izvajali v nadzornem centru v Energetiki Ljubljana preko programske opreme, imenovane tudi virtualna toplarna.

Z upravljanjem večjega števila TP pridobimo možnost glajenja konic v odjemu toplote v omrežju daljinskega ogrevanja. S tem se izognemo investicijam v dodatne vire toplote, s katerimi bi morali pokrivati potrebe omrežja v času konic. Programska oprema, ki omogoča glajenje konic v odjemu toplote, se zato imenuje »virtualna toplarna«. 

Ali bodo končni odjemalci lahko spremljali obratovalne parametre toplotne postaje?

Dostop do portala za spremljanje obratovalnih parametrov TP, vključene v projekt Senergy Nets, pridobi odgovorna oseba za upravljanje in vzdrževanje zadevne TP. To bo v praksi upravnik ali njegov ekvivalent.

Ali vključitev v projekt avtomatsko pomeni prihranek v porabi toplote na TP?

V okviru projekta Senergy Nets bomo predvsem gladili konice v odjemu TP, kar lahko vodi v prihranek v porabi toplote. To zagotovo ne bo vodilo v povečanje porabe toplote, saj je termostatski ventili omejujejo prevelik porast v temperaturi prostorov.

Ali lahko pristopimo k projektu Senergy Nets in obdržimo svojega obstoječega vzdrževalca TP?

Pogoj za pristop k projektu je, da za dobo trajanja projekta JP Energetika Ljubljana prevzame v brezplačno vzdrževanje in daljinsko upravljanje zadevno TP.

 

V kateri prostor bo nameščeno referenčno temperaturno tipalo za spremljanje temperature v objektu?

Za namestitev tipala je potrebno soglasje lastnika prostora, namestitev bo izvedena po kriterijih za namestitve temperaturnih tipal v prostoru. Idealen prostor za spremljanje je tipična dnevna soba v vmesni etaži večstanovanjske stavbe.

Za dodatna vprašanja v zvezi s projektom Senergy Nets se lahko obrnete na našo strokovno ekipo preko elektronske pošte senergy.nets@energetika.si

Uradna stran projekta: www.senergynets.eu

Vse uporabnike toplotnih postaj, ki so vključene v projekt vabimo k izpolnitvi vprašalnika. Pomagajte znanstveni skupnosti razumeti vpliv projekta Senergy Nets na končne uporabnike in s tem omogočiti optimizacijo energetskih omrežij. 

Vprašalnik je dostopen na: 
https://fr.eu.surveymonkey.com/r/SenergyNets_Ljubljana 

Virtualna toplarna 

Preizkušanje opreme za delovanje v projektu Senergy Nets

Z glajenjem konic se lahko izognemo investicijam v dodatne vire toplote, s katerimi bi morali pokrivati potrebe omrežja v času konic. Optimalno delovanje omrežja pomeni zmanjšane emisije in prihranke pri stroških obratovanja, ki se neposredno odražajo pri ceni toplote.

3. PRIPRAVA PREIZKUSOV

V okviru priprav so bili sklenjeni pristopni sporazumi s 47 končnimi odjemalci, ki so predstavljali približno 1% odjema toplote iz vročevodnega omrežja Energetike Ljubljana. Tvorili so reprezentativni vzorec omrežja, sestavljen iz eno- in večstanovanjskih stavb, poslovnih uporabnikov, šol, vrtcev, javnih zgradb, zdravstvenih domov in kulturnih ustanov. V letu 2024 so bile vse sodelujoče toplotne postaje nadgrajene z opremo, ki je omogočala njihov nadzor in upravljanje na daljavo. Prvi preizkusi upravljanja z odjemom toplotnih postaj so bili opravljeni v ogrevalni sezoni 2024/2025, glavnina meritev pa je bila izvedena v sezoni 2025/2026. Delo je bilo osredotočeno na glajenje najbolj izrazitih konic, ki nastopajo v jutranjem času pri prehodu iz nočnega varčevalnega programa na dnevni ogrevalni program ob polnih jutranjih urah. Glavnina ogrevalnih sistemov ta prehod izvede ob 6.00, nekateri pa tudi ob 5.00 in ob 7.00 zjutraj.   

4. DOBLJENI REZULTATI

Do časovnega zamikanja odjema toplote pri končnih odjemalcih smo pristopali previdno, saj smo se  želeli izogniti zmanjšanju toplotnega ugodja pri uporabnikih. Preizkuse toplotne akumulacije stavb smo izvajali v večernem času, ko imajo stavbne nastavljen prehod z dnevnega na nočni ogrevalni način in se za določeno obdobje ogrevalni sistemi izklopijo že v običajnem režimu obratovanja. Ugotovljeno je bilo, da se 30-minutni izklop ogrevanja lahko izvede v vsaki stavbi brez negativnih posledic na toplotno ugodje. Pomembnejša pa je bila ugotovitev, da se ob ponovnem vklopu ogrevalnih sistemov pojavi nova konica v odjemu toplote.

Nadaljnje delo je bilo zato osredotočeno v postopno prehajanje iz nočnega v dnevni ogrevalni režim v jutranjem času. Namesto nenadnega prehoda smo ta prehod nastavljali na daljše časovno obdobje. Ugotovili smo, da je optimalno trajanje prehoda iz nočnega v dnevni režim 60 minut.

Slika 2 prikazuje skupni odjem toplote vseh 47 sodelujočih toplotnih postaj v dveh zaporednih dneh 5.3.2026 in 6.3.2026 v jutranjih urah. Ogrevalni sistemi so bili na oba dneva zaradi stabilnih zunanjih temperatur primerljivo obremenjeni, kar razberemo iz prekrivanja krivulj v nočnem času, tj. pred 4h zjutraj. Dne 5.3. je bil izveden drsni prehod iz nočnega v dnevni ogrevalni režim v trajanju 60 min, dne 6.3. pa je bil nastavljen nenaden prehod, kakršen je običajno nastavljen na toplotnih postajah in predstavlja referenčni profil oz. izhodiščno stanje. Urnikov prehodov na posameznih toplotnih postajah nismo spreminjali: če je bil v osnovi nastavljen nenaden prehod ob 6.00 zjutraj, smo 60-min drsni prehod nastavili na čas med 5.30 in 6.30 zjutraj.

Slika 2: skupni odjem toplote vseh 47 sodelujočih toplotnih postaj – referenčno in izboljšano stanje.

Opazimo, da je bila jutranja konica v odjemu toplote zglajena s 4,35 MW dne 6.3. na 2,88 MW dne 5.3. Ob tem je bil dosežen malenkostni prihranek v odjemu toplote: dne 6.3. je bilo med 3h in 9h zjutraj prevzetih 11,25 MWh toplote, dne 5.3. pa 11,02 MWh. Z večkratno izvedbo testov v jutranjem času smo pokazali, da s 60 min trajajočim vklopom toplotnih postaj v povprečju dosežemo nad 60% zmanjšanje jutranje konice glede na dopoldanski odjem. Ob tem nikoli nismo prejeli nobene pritožbe končnih odjemalcev, ki bi se nanašala na zmanjšano toplotno ugodje v stavbah.  

5. ZAKLJUČKI

Preizkusi so pokazali na možnost nad 60% zmanjšanja jutranje konice v odjemu toplote iz vročevodnega omrežja. Ob tem so bili doseženi malenkostni prihranki v prevzeti toploti, pri čemer je bilo med preizkusi ves čas zagotovljeno toplotne ugodje končnih odjemalcev.

Z glajenjem konic se bomo lahko izognili investicijam v dodatne vire toplote, s katerimi bi morali pokrivati potrebe omrežja v času konic. Optimalno delovanje omrežja bo pomenilo zmanjšane emisije in prihranke pri stroških obratovanja, kar se bo neposredno odražalo v ceni toplote.

Vse toplotne postaje, sodelujoče v projektu Senergy Nets, so že optimizirane za glajenje jutranje konice. Nadgrajena oprema na toplotni postaji z dnem 31.8.2026 prehaja v last lastnikov toplotnih postaj.