Stručnjaci uočavaju da problem s dostupnošću energije ne postoji samo kod naselja i objekata (vojnih baza, istraživačkih postaja, rudnika i sl.) na Antarktiku, u arktičkom pojasu Sibira, na Aljasci, usred Sahare ili na nekom otoku u Tihom oceanu, već se s tim problemom susreću i naselja i objekti koja su često na udaru prirodnih nesreća poput oluja ili požara koja oštećuju energetsku mrežu. I jednima i drugima zajedničko je to da se stalno ili često nalaze izvan dosega javne (elektro)energetske mreže, zbog čega im je otežana opskrba električnom energijom. Zbog toga naselja i razni objekti na udaljenim i izoliranim područjima tradicionalno
koriste fosilna goriva, najčešće dizelsko gorivo ili loživo ulje, a ponekad i prirodni plin. Pri tome na više troškove opskrbe energijom, osim nestabilnih cijena, utječu i problemi s prijevozom goriva. Stoga tvrtke širom svijeta razmatraju rješenja za proizvodnju električne energije za udaljena naselja i objekte uz uklanjanje tih negativnih utjecaja, uključujući i veće emisije stakleničkih plinova.


Obnovljivi izvori, nuklearne elektrane i mikromreže

U obećavajuće projekte za osiguravanje trajno dostupnih i autonomnih izvora elekrične energije za udaljena naselja i objekte ubrajaju se nuklearne mikroelektrane i razna rješenja koja se osnivaju na obnovljivim izvorima. Međutim, primjena obnovljivih izvora do sada je pokazala određene nedostatke koji su vezani za problem proizvodnje i distribucije električne energije kada je potrebna i njezinu pohranu kada postoje viškovi. Dio tih problema moguće je riješiti boljim upravljanjem proizvodnjom i distribucijom u lokalnoj elektroenergetskoj mreži.

Za rješavanje problema opskrbe energijom u udaljenim područjima ponekad čak treba graditi lokalni (elektro)energetski sustav od početka, dok je u nekim slučajevima dovoljno samo dodati primjerena rješenja postojem sustavu. Ključ je u omogućavanju lokalne proizvodnje energije i povećanju kontrole nad proizvodnjom i distribucijom.

Dva novija takva projekta, u australskom gradu Onslowu i na južnokorejskom otoku Jeju, pokazuju koje mogućnosti pruža primjena novih rješenja u upravljanju mrežom i koncepta mikromreže radi osiguranja pouzdanijeg napajanja energijom. Takva rješenja već se koriste u Sjedinjenim Američkim Državama, posebice u područjima pogođenima prirodnim katastrofama.Tako je Savezna država New Jersey nakon devastacije javne elektroenergetske mreže tijekom superoluje Sandy 2012. godine financirala studije izvedivosti za uspostavu mikromreža u 13 stradalih gradova, dok Kalifornija na mikromreže gleda kao na sredstvo osiguranja isporuka energije u područjima gdje pustoše šumski požari.


Primjer iz Australije

Gradić Onslow nalazi se na sjeverozapadnoj obali Australije, a električnu energiju u njemu distribuira velika australska elektroenergetska tvrtka Horizon Power. Radi se o tvrtki koja distribuira električnu energiju udaljenim gradovima i naseljima na obali Zapadne Australije i poljoprivrednim područjima u njezinoj unutrašnjosti i to na ukupnoj površini oko 2,3 milijuna km2. Međutim, na tom nepreglednom području ima samo 47 000 potrošača! To znači da Horizon Power ima najveće područje za pružanje svojih usluga s najmanjim brojem potrošača na svijetu. Cilj tvrtke stoga je sniziti troškove proizvodnje i pružiti održiviju isporuku električne energije. U tu je svrhu tvrtka počela s gradnjom sunčanih elektrana i baterijskih sustava za pohranu električne energije kako bi energetske potrebe područja koje pokriva u još većoj mjeri zadovoljila obnovljivim izvorima.

Onslow ima oko 850 stanovnika i oko 600 stambenih objekata od kojih neki imaju sunčane elektrane, a neki i baterijske sustave za pohranu energije. Ranije je gradić svoje potrebe za električnom energijom pokrivao proizvodnjom u dizelskim agregatima. No, 2016. godine su Horizon Power i vlada Zapadne Australije pokrenuli projekt Onslow, a američki energetski div Chevron je uložio više od 250 milijuna dolara. U prvoj fazi projekta izvedena je nova energetska infrastruktura, a u drugoj centralizirani baterijski sustav za pohranu energije i sunčana elektrana. Na kraju, lokalnu mikromrežu u Onslowu čini osam električnih generatora na prirodni plin ukupne snage 1 MW, jedan dizelski agregat snage 1 MW, sunčana elektrana snage 1 MW i baterijski sustavi ukupne snage 2 MW i kapaciteta pohrane 1,25 MW h.

Zahvaljujući novoj mikromreži Onslow može nadomjestiti veći dio proizvodnje dizelskih agregata. Istodobno je rješenje za upravljanje sustavom omogućilo povećanje udjela energije iz obnovljivih izvora na više od 50% godišnje, a ljeti i u pojedina doba dana čak i na 100%, čime se značajno smanjuje oslanjanje na fosilna goriva. Procjenjuje se da će se emisije ugljičnog dioksida tako smanjiti za više od 800 t godišnje.

Primijenjeno rješenje za upravljanje mikromrežom u praksi daje prednost proizvodnji i distribuciji energije iz obnovljivih izvora nad onom iz fosilnih goriva kada god to uvjeti dopuštaju. Kontroler mikromreže prikuplja podatke u realnom vremenu pomoću osjetnika, a u slučaju pojave oblaka, autonomni regulator reagira trenutačno, automatski osiguravajući pouzdanost opskrbe i kvalitetu napajanja. Tada se, primjerice, smanjenje proizvodnje sunčane elektrane nadomješta energijom iz baterijskog sustava i to u milisekundama. Uz to, moguće je predvidjeti i energetsko opterećenje i optimirati baterijski sustav s proizvodnjom u sunčanoj elektrani i plinskim generatorima.


Primjer iz Koreje

Projekt mikromreže na otoku Jeju u Južnoj Koreji pokazuje kako se suvremena rješenja mogu uključiti i u postojeća postrojenja za proizvodnju električne energije. Cilj projekta Jeju Haengwon Eco-Town DER Optimization bio je omogućiti koordinaciju i ravnotežu više obnovljivih izvora poput vjetroelektrana i sunčanih elektrana s baterijskim sustavom za pohranu energije.

Projekt Jeju uključuje sunčanu elektranu snage 500 kW, vjetroelektranu snage 600 kW i baterijski sustav za pohranu energije snage 1,2 MW i kapaciteta pohrane 1,0 MW h. Kontroler istog proizvođača kao u primjeru iz Australije konfiguriran je za pohranu energije
dobivene u vjetroelektrani i sunčanoj elektrani u baterije tijekom dana, kada je proizvodnja električne energije velika, a cijene niske i potom se energija iz baterija isporučuje noću, kada potražnja i cijene rastu. Na taj način baterijski sustav ima važnu ulogu u optimiranju učinkovitosti proizvodnje iz obnovljivih izvora uz održavanje pouzdane i kvalitetne isporuke energije. Uspjeh tog projekta pokazuje da velike količine energije iz obnovljivih izvora u kombinaciji s baterijskom pohranom i odgovarajućim upravljanjem mogu zadovoljiti potrebe za električnom energijom i na manjem otoku i na većem području.


Budućnost

Analitičari smatraju da će projekti za iskorištavanje obnovljivih izvora ubuduće sve češće biti kombinirani s baterijskom pohranom energije. To će se dogoditi istodobno s poboljšanjem tehnike pohrane i povećavanjem primjene obnovljivih izvora kod proizvođača, distributera i opskrbljivača električnom energijom. Primjeri iz Australije i Južne Koreje pokazuju da će mikromreže, pohrana energije i kombinacija obnovljivih i drugih izvora energije biti nezamjenivi u energetskim mrežama budućnosti.