Οι μπαταρίες πρέπει να λειτουργούν προς όφελος των νοικοκυριών αλλά και ως μια εναλλακτική λύση για το ηλεκτρικό δίκτυο

Η Κύπρος, όπως και πολλές άλλες χώρες παγκοσμίως, έχει επενδύσει στην ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, με στόχο τη μείωση της εξάρτησής της από τις συμβατικές μορφές ενέργειας και την επίτευξη των στόχων της για την κλιματική αλλαγή. Παρά τις προσπάθειες, υπάρχουν προβλήματα και περιορισμοί που επηρεάζουν την αποτελεσματική λειτουργία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο νησί.

Σύμφωνα με τα στοιχεία που δημοσιεύονται από τον Διαχειριστή Συστήματος Μεταφοράς Κύπρου (ΔΣΜΚ), η συνεισφορά των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) στη συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας στην Κύπρο ανέρχεται σε περίπου 20%, με το 15% να προέρχεται από φωτοβολταϊκά (Φ/Β) συστήματα και το 5% από αιολικά συστήματα. Ωστόσο, αυτό το ποσοστό θα μπορούσε να είναι ακόμα υψηλότερο αν δεν υπήρχαν περικοπές. Αυτό είναι σημαντικό, διότι η μεγαλύτερη διάδοση της πράσινης ενέργειας σημαίνει λιγότερους ρύπους και φθηνότερη ενέργεια, αφού τα εγκατεστημένα συστήματα ΑΠΕ δεν πληρώνουν καύσιμο.

Η ανάγκη για περικοπές πηγάζει από την υπέρβαση της παραγωγής έναντι της ζήτησης, με αποτέλεσμα την ανάγκη για διατήρηση της σταθερότητας του ηλεκτρικού συστήματος. Συγκεκριμένα, όμως, ενώ το περασμένο έτος περικόπηκε συνολικά περίπου 3% της ανανεώσιμης ενέργειας, η κατάσταση επιδεινώθηκε σημαντικά κατά το πρώτο τρίμηνο του 2023, με τον μέσο όρο ημερήσιας περικοπής να φτάνει περίπου το 20% και ορισμένες ημέρες να φτάνει ακόμα και το 70%.

Αρχικά, οι περικοπές επηρεάζουν τις μεγάλες μονάδες ΑΠΕ, αλλά σε ακραίες περιπτώσεις υπάρχει η πιθανότητα περικοπών και από οικιακούς καταναλωτές, με Φ/Β συστήματα άνω των 7.14 kW. Η Κύπρος έχει εγκαταστήσει περίπου 150 MW οικιακών Φ/Β συστημάτων κάτω των 7.14 kW, ενώ η συνολική εγκατεστημένη Φ/Β ισχύς στο νησί ανέρχεται περίπου στα 476MW. Αυτό σημαίνει ότι πέραν του 30% της εγκατεστημένης ισχύος, και συγκεκριμένα το μεγαλύτερο ποσοστό οικιακών Φ/Β συστημάτων, δεν συμμετέχει στις περικοπές ενέργειας ποτέ.  

Η ΡΑΕΚ έχει εκδώσει οδηγίες προς τον Διαχειριστή του Ηλεκτρικού Συστήματος να ετοιμάσει πλαίσιο που θα διέπει την αποθήκευση ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων και των οικιακών Φ/Β συστημάτων. Η ενσωμάτωση των συστημάτων αποθήκευσης στα οικιακά συστήματα αναμένεται να συμβάλει θετικά στην αντιμετώπιση των προβλημάτων που προκαλεί η υψηλή παραγωγή Φ/Β ενέργειας στον οικιακό τομέα. Ωστόσο, αυτό μπορεί να δημιουργήσει τη λανθασμένη εντύπωση, ή ακόμα και την προσδοκία, ότι η ευρεία υιοθέτηση των συστημάτων αποθήκευσης θα βοηθήσει από μόνη της στη μείωση των ανεξέλεγκτων εξαγωγών ηλεκτρικής ενέργειας στο ηλεκτρικό σύστημα. Είναι λοιπόν σημαντικό να εξετάσουμε πότε η υιοθέτηση των οικιακών συστημάτων αποθήκευσης μπορεί να συμβάλει στη μείωση των ανεξέλεγκτων εξαγωγών ηλεκτρικής ενέργειας.

Οικιακά Φ/Β Συστήματα

Η περίοδος της ημέρας κατά την οποία τα οικιακά Φ/Β συστήματα παράγουν την περισσότερη ενέργεια συμπίπτει συνήθως με χαμηλή ζήτηση για ενέργεια, όταν οι ιδιοκτήτες απουσιάζουν από το σπίτι (π.χ., λόγω εργασίας, σχολείου, κλπ.). Έτσι, η περισσότερη παραγωγή ηλιακής ενέργειας στα νοικοκυριά δεν καταναλώνεται από αυτά, αλλά επιστρέφεται στο δίκτυο διανομής ηλεκτρικού ρεύματος.

Αυτό, όμως, συμβαίνει σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο που δεν έχει κατασκευαστεί λαμβάνοντας υπόψη τις εγκαταστάσεις Φ/Β, δηλαδή τη διπλή κατεύθυνση ροών ηλεκτρικής ενέργειας από τον υποσταθμό προς τα νοικοκυριά και αντίστροφα. Συνεπώς, όταν ένας μεγάλος αριθμός νοικοκυριών εξάγει ηλιακή ενέργεια πίσω στο δίκτυο, το σύνολο αυτών των εξαγωγών μπορεί δυνητικά να οδηγήσει σε τεχνικές επιπτώσεις, που μπορεί να απειλήσουν την ακεραιότητα του δικτύου.

Αποθήκευση για κατοικίες

Καθώς τα οικιακά συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας γίνονται πιο προσιτά και με την εισαγωγή κυβερνητικών χορηγιών όλο και περισσότερα νοικοκυριά θα μπορούν να αποθηκεύουν την περίσσια παραγωγή ηλιακής ενέργειας κατά τη διάρκεια της ημέρας και να τη χρησιμοποιούν αργότερα τη νύχτα, μειώνοντας περαιτέρω τους λογαριασμούς ηλεκτρικού ρεύματος.

Η προκαθορισμένη λειτουργία των συστημάτων αποθήκευσης (μπαταρίες) βασίζεται στην αποθήκευση της περίσσιας Φ/Β παραγωγής και στη χρήση της αποθηκευμένης ενέργειας αργότερα. Αυτή η λειτουργία της μπαταρίας είναι ευεργετική για τα νοικοκυριά, αλλά παρέχει περιορισμένα οφέλη για το δίκτυο, όσον αφορά τη μείωση των επιπτώσεων από την υπερβολική παραγωγή Φ/Β. Για παράδειγμα, σε μια ηλιόλουστη μέρα, όταν κανείς δεν είναι στο σπίτι, η μπαταρία μπορεί να αρχίσει να φορτίζει σχετικά νωρίς το πρωί και να φτάσει γρήγορα στην πλήρη φόρτιση πριν καν αρχίσει η υψηλή παραγωγή Φ/Β (δηλαδή κατά το μεσημέρι). Ως εκ τούτου, δεδομένου ότι η μπαταρία μετά από αυτήν την ώρα δεν μπορεί να αποθηκεύσει περισσότερη παραγωγή Φ/Β, αυτή θα επιστραφεί στο δίκτυο διανομής. Δηλαδή, οι επιπτώσεις λόγω του μεγάλου όγκου οικιακών Φ/Β συστημάτων στα δίκτυα διανομής θα συνεχίσουν να υπάρχουν, ακόμη και αν εγκαταστήσουν μπαταρίες.

Αυτό δε σημαίνει ότι η εγκατάσταση οικιακών μπαταριών δε μπορεί να προσφέρει ευκαιρίες και στους ιδιοκτήτες και στο ηλεκτρικό δίκτυο. Αντιθέτως, αυτό ακριβώς είναι το στοίχημα: οι μπαταρίες να λειτουργούν για όφελος των νοικοκυριών αλλά και ως μια εναλλακτική λύση για το ηλεκτρικό δίκτυο, ώστε να αποφύγει τις περικοπές πράσινης ενέργειας και τις απαιτούμενες δαπανηρές και χρονοβόρες ενισχύσεις του δικτύου.

Στρατηγικές διαχείρισης μπαταριών

Οποιαδήποτε νέα στρατηγική διαχείρισης των οικιακών συστημάτων αποθήκευσης θα πρέπει να έχει κεντρικό άξονα την όσο το δυνατόν μεγαλύτερη μείωση στους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών. Επιπλέον, για πρακτικούς λόγους, θα πρέπει η διαχείριση να είναι αυτοματοποιημένη. Παραδείγματα στρατηγικών διαχείρισης οικιακών συστημάτων αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας υπάρχουν στη βιβλιογραφία και αποδεικνύουν ότι μπορούν να αντιμετωπίσουν σημαντικά τις επιπτώσεις των Φ/Β συστημάτων στο ηλεκτρικό δίκτυο ενώ εξακολουθούν να αξιοποιούν την παραγωγή ηλιακής ενέργειας για τα νοικοκυριά.

Είναι λοιπόν κρίσιμο για τους διαχειριστές δικτύων και τη ΡΑΕΚ να κατανοήσουν όσο το δυνατόν νωρίτερα ότι υπάρχει μια σαφής ευκαιρία όπου οι σύγχρονες τεχνολογίες οικιακών συστημάτων αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να παρέχουν μια εναλλακτική λύση στις δαπανηρές και χρονοβόρες ενισχύσεις του δικτύου. Η πολιτεία επίσης θα πρέπει: 1) να δώσει κίνητρα στα νοικοκυριά για την υιοθέτηση προηγμένων στρατηγικών διαχείρισης μπαταριών και 2) να καταστήσει υποχρεωτική την υιοθέτηση αυτών των στρατηγικών από το ηλεκτρικό δίκτυο. Ο ρυθμός υιοθέτησης οικιακών συστημάτων αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας σε παγκόσμιο επίπεδο αυξάνεται ραγδαία από χρόνο σε χρόνο και ενδέχεται να γίνει πραγματικότητα και στο νησί μας. Είναι σημαντικό αυτό να γίνει με το σωστό τρόπο, ωφελώντας και τους καταναλωτές και το δίκτυο.

* Πρώην Ανώτερος Ερευνητής στον τομέα των Έξυπνων Δικτύων, στο Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης και ερευνητής στην Électricité de France R&D στη Γαλλία