Mamy przyjemność poinformować, że Dyrektor Techniczny naszej firmy Robert Wielgus został wybrany do władz Mazowieckiego Klastra Efektywności Energetycznej i Odnawialnych Źródeł Energii.
Jednym z podstawowych problemów pojawiających się w związku z rozwojem gospodarczym oraz jego wpływem na stan środowiska naturalnego jest kondycja energetyczna środowiska rozumiana jako stan zasobów, źródeł, transmisji i efektywności odbiorców energii, ale również stan systemów zarządzania odzwierciedlający realny wpływ na przepływy energii, możliwość korekty i optymalizacji zużycia energii.

Poszczególne podmioty rynku energetycznego cechuje zróżnicowany wskaźnik udziału w rynku, ale również kierunki i cele strategii zarówno krótko jak i długoterminowych planów rozwojowych.
Głównymi determinantami stawiającymi zagadnienia energetyczne w czołówce problemów XXI wieku, które jeśli nie znajdą rozwiązania to przynajmniej radykalnie przybliżą nas do nich, jednocześnie ograniczając toksyczny wpływ na otoczenie to:

• ograniczone zasoby surowców energetycznych,
• niestabilny rynek dostawców surowców,
• coraz wyższe koszty pozyskiwania surowców,
• bardzo duży wzrost zapotrzebowania na energię,
• zmiany klimatyczne wywołane szkodliwym oddziaływanie sektora energetyki na środowisko,
• rosnące znaczenie energetyki w polityce międzynarodowej,
• monokulturowość rynku dostaw energii, duże znaczenie węgla i ropy naftowej.

Społeczność światowa, a w szczególności europejska podejmuje szereg przedsięwzięć zmierzających do poprawy prognoz energetycznych. Niekwestionowane, znaczące miejsce w tych działaniach zajmują zagadnienia uzupełnienia obszaru dostaw energetycznych o odnawialne źródła energii (OZE) oraz zwiększenie efektywności energetycznej na każdym etapie łańcucha energetycznego.

Skuteczność działań wzmacnia fakt podejmowania ich przez podmioty powiązane, których każdy z osobna reprezentuje co prawda inny przedmiot działalności, natomiast działalności te dotyczą tej samej płaszczyzny rodzajowej. Sprawdzona formą takiej współpracy jest klaster.
Cele klastra
Uznając, iż w zakresie udziału OZE w ogólnym bilansie energetycznym Mazowsza oraz poziomie rezerw tkwiących w skutecznej implementacji narzędzi poprawiających efektywność energetyczną Mazowiecka Agencja Energetyczna Sp. z o.o. wraz z grupą firm partnerskich (w tym Eltrix S.J. Wielgus Baraniak) powołała Mazowiecki Klaster Efektywności Energetycznej i OZE jako platformy powiązań jednostek rządowych, samorządowych, biznesu oraz instytucji B+R.

Główne cele klastra:

• wzmocnienie konkurencyjności regionu,
• zwiększenie innowacyjności przedsiębiorstw,
• poprawa przepływu informacji pomiędzy instytucjami nauki i biznesu,
• promocja zachowań pro energetycznych,
• zmniejszenie szkodliwych oddziaływań na środowisko naturalne,
• świadczenie usług z zakresu efektywności energetycznej,
• wzmocnienie współdziałania samorządu lokalnego, przedstawicieli ośrodków naukowo-badawczych, przedstawicieli uczelni wyższych oraz regionalnego biznesu w realizacji polityki rozwoju województwa mazowieckiego,
• popularyzacja zachowań proekologicznych,
• promocja województwa mazowieckiego jako miejsca efektywnych inwestycji
• poprawa bezpieczeństwa energetycznego Mazowsza,
• wspólna promocja działań w zakresie inwestowania w OZE,
• wzrost atrakcyjności studiów technicznych o specjalnościach energetycznych.

Rodzaje działań
Bardzo ważnym czynnikiem warunkującym powodzenie inicjatywy klastrowej jest wielowymiarowość podejmowanych działań przez klaster opartych o potencjał podmiotów współtworzących klaster, ale również w oparciu o wsparcie podmiotów zewnętrznych.

Do podstawowych działań klastra będzie należało:

• opracowanie i prowadzenie działań promocyjnych w zakresie poszanowania energii i ochrony środowiska
• popularyzacja wiedzy o metodach i sposobach zwiększających efektywność energetyczną odbiorców końcowych mediów energetycznych (energia elektryczna, gaz, ciepła woda, ogrzewanie itp.) poprzez szkolenia, konferencje, warsztaty itp.
• wypracowanie i wdrożenie skutecznych mechanizmów wsparcia finansowego dla przedsięwzięć z dziedziny EE i OZE
• opiniowanie i wypracowywanie standardów dla systemów monitorujących zużycie energii
• opracowanie i wdrożenie systemu monitorowania zużycia energii, w szczególności w JST (Smart Metering)
• utworzenie internetowego i telefonicznego centrum informacyjno-konsultacyjnego.

Produkty klastra:

• Mazowieckie Samorządowe Centrum Monitorowania Zużycia Energii,
• projekty promocyjne popularyzujące wiedzę i zachowania z dziedziny EE i OZE,
• strategia marketingowa uwzględniająca aktywności uczestników klastra,
• konferencje, warsztaty, szkolenia,
• wydawnictwa informacyjne (broszury , foldery, poradniki),
• infolinia (EE i OZE),
• strona WWW.

Podmioty klastra
Traktując klaster jako płaszczyznę współdziałania podmiotów realizujących wspólne cele należy zadbać o jak najszerszą reprezentację podmiotów. Pozwoli to na przygotowanie kompleksowej oferty dostosowanej we wszystkich aspektach do oczekiwań rynku. Skład klastra tworzą :

• jednostki samorządu terytorialnego,
• agencje promocyjne,
• ośrodki naukowo-badawcze,
• ośrodki akademickie,
• małe i średnie przedsiębiorstwa (producenci i usługodawcy systemów z zakresu efektywności energetycznej i OZE),
• instytucje doradcze,
• instytucje finansowe,
• instytucje szkoleniowe,
• instytucje certyfikujące,
• instytucje sektora energetycznego,
• organizacje rządowe i pozarządowe.

Źródła finansowania
Osiągnięcie wyznaczonych celów wymaga zapewnienia stabilnego finansowania na każdym etapie przedsięwzięcia. Planowane źródła finansowania to:

• wkład własny uczestników klastra,
• dotacje z funduszy krajowych i zagranicznych,
• przychody z tytułu świadczonych usług przez klaster,
• darowizny.

Klaster będzie angażował się we wszelkie inicjatywy podejmowane przez podmioty zewnętrzne, których cele będą spójne z celami realizowanymi w ramach klastra.

1. Gwałtowny wzrost popytu

Głównym trendem na światowym rynku energetycznym jest wzrost zapotrzebowania na energię. Przewiduje się, że światowa konsumpcja energii wzrośnie na przestrzeni lat  2006-2030 o 44% (źródło: Energy Information Administration, USA, 2009). Według szacunków Frost & Sullivan, Europa, ze starzejącą się infrastrukturą i bazą  elektrowni, będzie do roku 2020 potrzebowała około 25 GW dodatkowej mocy wytwórczej rocznie. Wzrośnie zapotrzebowanie na energię w Afryce, Chinach i Indiach wraz z elektryfikacją regionów wiejskich. Także kraje rozwinięte będą w znaczący sposób przyczyniać się do wzrostu zapotrzebowania na energię, głównie elektryczną, wspierając rozwój pojazdów elektrycznych i hybrydowych. Globalna elektryfikacja osiągnie do roku 2020 poziom 80%.

2. Rosnąca popularność gazu LNG

Ponadto, dzięki większej dostępności LNG zbliża się nowa era gazu ziemnego. „Bardzo ciekawym zjawiskiem jest szybki wzrost dostaw tzw. gazu niekonwencjonalnego” – mówi BeatriceShepherd. – „Stany Zjednoczone już w 2009 roku wyprzedziły Rosję i stały się największym światowym producentem gazu, dzięki rosnącej produkcji gazu łupkowego i gazu ze złóż węgla.” Poszukiwania niekonwencjonalnego gazu w Chinach i Europie rozwijają się, jednakże procedury jego wydobycia są wciąż analizowane.

3. Popularny czysty węgiel

Kolejnym ważnym trendem zidentyfikowanym przez Frost & Sullivan jest komercjalizacja technologii czystego węgla. „W ciągu kilku kolejnych lat technologie czystego węgla będą wciąż odgrywały ważną rolę w branży wytwarzania energii z tego surowca, zaś inwestycje w te technologie będą rosły” – zauważa Beatrice Shepherd. Technologie, które mają znaczący, długoterminowy potencjał to wychwytywanie dwutlenku węgla oraz wykorzystywane przez elektrownie technologie zintegrowanej gazyfikacji paliwa (zazwyczaj węgla) lub pozostałości rafineryjnych (ang. Integrated Gasification Combined Cycle – IGCC).

4. Coraz więcej energetyki jądrowej

Globalne ożywienie w sektorze jądrowym, inspirowane głównie przez Chiny, Indie i Rosję, jest kolejnym znaczącym trendem w przemyśle energetycznym. Energia jądrowa jest uznawana za jedną z najbardziej efektywnych kosztowo technologii, która pozwala zaspokoić stale rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną. Ponadto, przyczynia się znacząco do zapewnienia niezależności energetycznej i bezpieczeństwa dostaw. Liczba porozumień i umów o współpracy w całym łańcuchu wartości energii jądrowej stale rośnie, aby sprostać tempu wzrostu globalnego zapotrzebowania.

5. Presja na upowszechnianie odnawialnych źródeł energii

Rządy z całego świata zadeklarowały wprowadzenie polityki wspierającej rozwój pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych (OZE): UE planuje osiągnąć poziom 20 procent energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych do roku 2020, 22 stanów USA ma cele na poziomie 10-20 procent, zaś Chiny zamierzają wygenerować 100 GW energii odnawialnej do 2020 r. Starania te, w połączeniu z rozwojem technologii, doprowadzą w końcu do osiągnięcia tzw. „grid parity” – czyli punktu zrównania cen prądu elektrycznego z OZE z ceną prądu z tradycyjnych źródeł. Jest to prawdopodobne w krajach, w których odnawialne źródła energii stanowią ważną część rynku energetycznego. Gospodarki opierające się na wykorzystaniu paliw kopalnych, osiągną ten punkt znacznie później.

6. Więcej inteligentnych sieci

Rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną przekracza możliwości istniejącej sieci energetycznej. Fakt ten w połączeniu z rosnącą liczbą zdecentralizowanych jednostek wytwarzania energii zmusił operatorów do udoskonalenia sposobów prowadzenia pomiarów i monitorowania struktury sieci poprzez wdrożenie inteligentnych technologii. Inteligentne liczniki (ang. smart meters) stanowią integralną cześć wprowadzania „inteligentnej sieci energetycznej” (ang. smart grid). USA i kraje europejskie już zaczęły wprowadzać inteligentne liczniki; prym wiodą tu Włochy. „Inteligentna sieć staje się wartym miliardy dolarów rynkiem, który zgodnie z przewidywaniami może w najbliższej przyszłości rozwinąć się na ogromną skalę” – dodajeBeatrice Shepherd.

7. Konieczność zwiększania efektywności energetycznej

Istotnym czynnikiem w sektorze energetycznym jest także wydajność energetyczna. Większość krajów rozwiniętych wdraża politykę zwiększania wydajnośći energetycznej dla urządzeń elektrycznych, regulującą minimalne standardy efektywności wykorzystania energii dla coraz większej liczby urządzeń. Technologie związane z ograniczaniem zużycia paliwa i emisji dwutlenku węgla są kluczowymi metodami, umożliwiającymi osiągnięcie zwiększonej wydajności energetycznej i ograniczenie emisji CO2.

8. Rosnące zainteresowanie pojazdami elektrycznymi

Pojazdy elektryczne i hybrydowe, a także metody pozyskiwania energii z OZE, wymagają skutecznych systemów magazynowania energii elektrycznej, które według Frost & Sullivan są kluczowymi technologiami obecnie w trakcie rozwoju. Pośród najważniejszych czynników wpływających na przyszły potencjał systemów energetycznych znajdują się podstawowe właściwości systemów magazynowania energii elektrycznej, a także rodzaj użytych materiałów. Największy potencjał dostrzega się obecnie w ogniwach paliwowych (wykorzystujących wodór), ze względu na ich elastyczność, oraz bateriach litowych, ze względu na ich ciągle powiększaną pojemność oraz możliwość zapewnienia stabilizacji sieci elektrycznej w przyszłości. Globalny rynek  magazynowania energii był w 2008 roku warty 43,5 miliarda USD i ocenia się, że do roku2013 osiągnie wartość 61 miliardów USD.

9. Liberalizacja rynku energetycznego

Ostatnim ważnym trendem jest liberalizacja rynku energetycznego, ograniczająca monopol i otwierająca rynek energetyczny dla konkurencji. Klient powinien mieć możliwość wybrania dostawcy energii elektrycznej. Idea międzynarodowego handlu energią, wspierana przez Komisję Europejską i wdrażana na całym świecie, może w rzeczywistości przetrzeć szlak dla kontynentalnej sieci energetycznej (ang. Super grid) prądu stałego o wysokim napięciu (ang. high voltage direct current transmission line- HVDC), która będzie w stanie łatwo i efektywnie transportować energię odnawialną pomiędzy krajami.

Źródło: Frost&Sullivan

Naszą firmę na seminarium reprezentowali Dyrektor ds. Strategii i Rozwoju Piotr Baraniak oraz Dyrektor Handlowy Jacek Pastuszka.

Celem seminarium było poszerzenie wiedzy z zakresu poprawy efektywności energetycznej, zapoznanie z najnowocześniejszymi technologiami , które w znaczący sposób mogą przyczynić się do obniżenia kosztów energii w gminie. Kluczową częścią seminarium było przedstawienie instrumentów finansowych umożliwiających wdrażanie rozwiązań zwiększających efektywność energetyczną.
Wydarzenie to cieszyło się dużą popularnością wśród samorządowców oraz przedstawicieli sektora prywatnego, zajmujących się optymalizacją poborów energii.
W trakcie spotkań kuluarowych uczestnicy seminarium mieli możliwość nawiązania bezpośredniego kontaktu z dostawcami usług i technologii z zakresu efektywności energetycznej oraz przeprowadzenia dyskusji nad możliwością finansowania tego typu przedsięwzięć.

Krok po kroku do odnawialnej energii

Inwestowanie w energetykę odnawialną jest dosyć złożonym przedsięwzięciem. Dotyczy to zarówno aspektów techniczno-organizacyjnych, jak i prawno-proceduralnych. Zależy to w szczególności od rodzaju odnawialnego źródła, technologii oraz skali przedsięwzięcia i lokalizacji. Każda inwestycja wymaga szeregu pozwoleń, decyzji i uzgodnień, a zmieniające się przepisy powodują często konieczność wprowadzania zmian w harmonogramie realizacji projektu. Poniżej przedstawiamy najważniejsze etapy i elementy inwestycji w odnawialne źródło energii.

Krok pierwszy – pozyskanie terenu pod inwestycję

Z ustawy o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym wynika, że każdy ma prawo do zagospodarowania terenu, którego jest właścicielem, zgodnie z warunkami ustalonymi w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego albo z decyzją o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu. W przypadku inwestycji w farmę wiatrową, czy elektrownię wodną wybór terenu uwarunkowany jest odpowiednio warunkami wietrznymi, słonecznymi bądź wodnymi. Inwestując

w elektrownię opalaną biomasą lub w biogazownię, należy zapewnić dostępność surowca. Wybór lokalizacji będzie także zdeterminowany możliwościami przyłączenia jednostki wytwórczej do krajowej sieci elektroenergetycznej.

Krok drugi – decyzja o uwarunkowaniach środowiskowych

Na tym etapie należy uzyskać informacje, czy dla planowanej inwestycji istnieje obowiązek przeprowadzenia oceny oddziaływania na środowisko (OOS) lub obszary NATURA 2000, czy przedsięwzięcie tylko potencjalnie może na to środowisko oddziaływać.  Uwarunkowania te są regulowane w Polsce przez rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie określenia rodzajów przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko oraz szczegółowych uwarunkowań związanych z kwalifikowaniem przedsięwzięcia do sporządzenia raportu o oddziaływaniu na środowisko. W celu uzyskania decyzji środowiskowej inwestor składa wniosek do władz gminy (np. wójta gminy) wraz z załącznikami, w tym kartą informacyjną zawierającą podstawowe informacje dotyczące planowanego przedsięwzięcia. Na podstawie informacji zawartych w tej karcie organ odpowiedzialny za wydanie decyzji środowiskowej podejmuje decyzję, czy należy wykonać dla danego przedsięwzięcia OOS, czy nie. Burmistrz/wójt/prezydent  bazując na ustawie o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko, a także posiłkując się opiniami sanepidu i starosty lub regionalnego dyrektora ochrony środowiska (RDOŚ) wydaje postanowienie o konieczności bądź braku konieczności przeprowadzenia OOS. Decyzja o konieczności przeprowadzenia OOS zawiera zakres raportu OOS. Po jego wykonaniu opiniowany jest on przez władze gminy i RDOŚ. Po konsultacjach społecznych raportu władze samorządowe wydają decyzję środowiskową.

Krok trzeci – decyzja lokalizacyjna dla OZE

Większość gmin w Polsce nie posiada miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego (MPZP). Jeśli posiada, to rzadko przewiduje on możliwość zlokalizowania inwestycji OZE. Zgodnie z ustawą o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym lokalizacja inwestycji OZE może mieć miejsce w drodze decyzji władz lokalnych o ustanowieniu inwestycji jako inwestycji celu publicznego – jednakże jest to rzadki precedens. Większość inwestycji w odnawialne źródła energii jest prowadzona

w oparciu o zmianę MPZP lub, w przypadku jego braku, w oparciu o jego uchwalenie.  Wniosek o zmianę MPZP celem „naniesienia inwestycji” składa się do władz gminy lub do Rady Gminy, która podejmuje odpowiednią uchwałę. Procedura zmiany MPZP jest podobna do jego uchwalania i może

trwać kilka miesięcy. W przypadku braku MPZP określenie sposobów zagospodarowania i warunków zabudowy terenu może także nastąpić w drodze decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, którą wydają władze gminy. Do wniosku o wydanie takiej decyzji należy dołączyć m.in. decyzję

o środowiskowych uwarunkowaniach, określenie granic terenu objętego wnioskiem oraz charakterystykę inwestycji.

Krok czwarty – przyłączanie jednostki do sieci elektroenergetycznej

Podmiot ubiegający się o przyłączenie do sieci elektroenergetycznej składa wniosek do lokalnego operatora/dystrybutora sieci o określenie technicznych i ekonomicznych warunków przyłączenia. Wzór wniosku, zwykle odmienny dla farmy wiatrowej, ustala i udostępnia operator/dystrybutor energii elektrycznej. Podmiot ubiegający się o przyłączenie ponosi koszty wykonania ekspertyzy wpływu przyłączanej jednostki na działanie systemu elektroenergetycznego w przypadkach, kiedy całkowita moc zainstalowana jednostki przekracza 2 MW. Do wniosku o wydanie warunków przyłączenia dostarcza się: dokument potwierdzający tytuł prawny do nieruchomości, plan zabudowy lub szkic sytuacyjny, ekspertyzę wpływu na system elektroenergetyczny (jeśli dotyczy) oraz wypis i wyrys

z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego potwierdzający możliwość lokalizacji danego źródła energii lub, w przypadku jego braku, decyzję o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu dla nieruchomości określonej we wniosku, jeżeli jest ona wymagana na podstawie przepisów

o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym.  Wnioskujący zobowiązany jest także wpłacić zaliczkę na poczet przyszłej opłaty przyłączeniowej w wysokości 30 zł za każdy kilowat mocy zainstalowanej planowanej do przyłączenia jednostki wytwórczej. Warunki przyłączenia wydawane

są przez operatora/dystrybutora w ciągu 150 dni po złożeniu wniosku. Warunki przyłączenia są wydawane wraz z projektem umowy o przyłączenie do sieci i są ważne przez dwa lata.

Operator/dystrybutor zobowiązany jest do zawarcia umowy o przyłączenie do sieci z podmiotami ubiegającymi się o przyłączenie, na zasadzie równoprawnego traktowania, jeśli istnieją techniczne i ekonomiczne warunki przyłączenia do sieci, a żądający zawarcia umowy spełnia warunki przyłączenia. Warto podkreślić, że nie ma gwarancji przyłączenia i przy braku informacji o możliwościach przyłączenia inwestycja w OZE jest ryzykowna.

Krok piąty – uzyskanie pozwolenie na budowę

Wniosek o wydanie pozwolenia na budowę składa się w starostwie powiatowym wydziale właściwym ds. architektury i budownictwa. Najważniejsze regulacje w tym zakresie zawarte są w ustawie Prawo budowlane. Do wniosku o wydanie pozwolenia na budowę należy dołączyć w szczególności: projekt

budowlany w kilku egzemplarzach z opiniami i uzgodnieniami, decyzję o środowiskowych uwarunkowaniach, oświadczenie o posiadanym prawie do dysponowania nieruchomością na cele

budowlane i decyzję o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu (jeżeli jest wymagana).

Decyzję o pozwoleniu na budowę wydaje starosta lub prezydent miasta. W zależności od rodzaju przedsięwzięcia, którego źródłem są odnawialne źródła energii wymagane będą odrębne decyzje, pozwolenia i uzgodnienia, np. w przypadku energetyki wodnej wymagane będzie pozwolenie wodno prawne zgodnie z ustawą Prawo wodne, w przypadku energetyki wiatrowej niezbędne będą uzgodnienia z Urzędem Lotnictwa Cywilnego i z Dowództwem Sił Powietrznych już na etapie posadowienia masztu pomiarowego siły wiatru.

Krok szósty – oddanie do użytku i eksploatacja

Przed przystąpieniem do użytkowania obiektu budowlanego należy uzyskać ostateczną decyzję o pozwoleniu na użytkowanie. Najważniejszą kwestią na tym etapie jest uzyskanie koncesji od prezesa Urzędu Regulacji Energetyki stanowiącej możliwość prowadzenia działalności gospodarczej w zakresie wytwarzania energii w źródłach odnawialnych.  Po nowelizacji ustawy Prawo energetyczne dokonanej w styczniu br. nie dotyczy to wytwórców energii elektrycznej z biogazu rolniczego, którzy do prowadzenia działalności gospodarczej w tym zakresie potrzebują jedynie wpis do rejestru u prezesa Agencji Rynku Rolnego. Niestety ustawodawca zmianą tą pozbawił ich zwolnień z opłat skarbowych, na które mogą liczyć koncesjonowane źródła, a przede wszystkim gwarancji zakupu wytworzonej przez nich energii oraz prawa żądania jej priorytetowego przesyłu. Energia wytwarzana przez dany podmiot w OZE może zostać wykorzystana na własne potrzeby podmiotu lub wprowadzona

do krajowej sieci i sprzedana przedsiębiorstwom zajmującym się obrotem energii.

Źródło: Eko-Gmina Zielona Energ

Jednym z najpoważniejszych obszarów zastosowania rozległych sieci komputerowych są usługi dla łączności osobistej. Technologia GSM jest obecnie najczęściej używanym rozwiązaniem do budowy sieci komórkowych. Telefonów w tym standardzie używa około 1,65 mld abonentów, co stanowi ponad 75% wszystkich użytkowników telefonii mobilnej, którzy dzięki możliwości międzynarodowego roamingu mogą z nich korzystać w ponad 200 krajach.

Podstawową jednostkę wykonawczą połączeń w strukturze sieci GSM stanowią stacje bazowe – BTS (stacja nadawczo-odbiorcza, ang. Base Trensceiver Station). Stacje bazowe, same z siebie nie pozwalają na uzyskanie połączenia pomiędzy abonentami. Do zestawiania łączy służy centrala sieci GSM. Stacja bazowa jest elementem sieci, który jest interfejsem pomiędzy telefonem komórkowym a siecią GSM. Główną funkcją BTS-u jest zapewnienie nadawania i odbierania sygnału radiowego. (…)

Zastosowanie źródeł energii odnawialnej do zasilania urządzeń telekomunikacyjnych
Obecnie w dziedzinie telekomunikacji nie ma żadnych rozwiązań globalnych dotyczących zasilania telekomunikacyjnych stacji przekaźnikowych przy pomocy odnawialnych źródeł energii. Dotyczy to zarówno zasilania z wykorzystaniem energii wiatru, jak i za pomocą energii słońca. Jedyne rozwiązania, jakie się spotyka w tej dziedzinie na większą skalę, to:

1. Zasilanie aparatów budek telefonicznych. Do zasilenia takiej stacji z pojedynczym aparatem telefonicznym wystarczą niewielkie moce, a więc można do tego wykorzystać energię słońca pochodzącą z ogniw fotowoltaicznych, montowanych na dachach.
2. Zasilanie telefonów komórkowych akumulatorami, na których zainstalowano baterie słoneczne. Jest to jednak rozwiązanie bardziej reklamowe niż użytkowe.

Istnieją pewne, nieliczne rozwiązania zasilania stacji BTS i urządzeń telekomunikacyjnych za pomocą źródeł energii odnawialnej. Przykładem instalacji może być wykorzystanie elektrowni hybrydowej (wiatrowo-słonecznej) do zasilania telekomunikacyjnej stacji mikrofalowej (fot. 1).

Energię słoneczną z niewielkich paneli fotowoltaicznych wykorzystuje również linia przesyłowa bazująca na stacjach przekaźnikowych firmy Motorola pomiędzy Akhaltsikhe i Akhalkalak w Georgia nad Morzem Czarnym (fot. 2), która umożliwiła mieszkańcom obu miast dostęp do Internetu.

W celu zapewnienia łączności komórkowej w odległym, trudno dostępnym miejscu w Gamsberg Mountains w Afryce podjęto wyzwanie wybudowania stacji BTS. Głównym źródłem zasilania stacji jest energia słoneczna, a dodatkowym zabezpieczeniem jest generator Diesla. Układ składa się z systemu baterii akumulatorów z bieżącą pojemnością czterech dni. Fotografia 3 przedstawia ów projekt. Jak widać z prezentowanych przykładów inwestycji telekomunikacyjnych istnieje techniczna możliwość wykorzystania odnawialnych źródeł energii do zasilania urządzeń telekomunikacyjnych.

Zasilanie stacji BTS napięciem stałym (rys 2)
Koncepcja przewiduje wykorzystanie baterii słonecznych łączonych w konfigurację szeregowo-równoległą, tak aby dostarczyć napięcie powyżej 24V, i elektrownię wiatrową małej mocy z generatorem asynchronicznym prądu przemiennego. Oba źródła są wyposażone w przetworniki konwertujące napięcie do poziomu 29V. (…)

Rys. 2. Konfiguracja I

Innym rozwiązaniem jest zastosowanie dodatkowo kontrolera zarządzania źródłami, co pokazano na rysunku poniżej.

Rys. 3. Konfiguracja I z dodatkowym kontrolerem zarządzania źródłami

Ze względu na nieprzewidywalność odnawialnych źródeł energii celowe jest również wyposażenie układu zasilania stacji BTS w dodatkowy generator spalinowy. Zapewniałby on ciągłą pracę stacji w wyjątkowo niekorzystnych długoterminowych warunkach pogodowych. Możliwe są dwa rozwiązania dołączenia takiego generatora do stacji hybrydowej. Sposób dołączenia generatora pokazano na rysunku 4.

Rys. 4 Konfiguracja I z dodatkowym generatorem spalinowym (…)

Zasilanie stacji napięciem przemiennym
W rozwiązaniu tym przewiduje się zasilanie stacji BTS napięciem zmiennym. W tym przypadku panele solarne powinny być połączone w konfigurację 12V, a akumulatory łączone równolegle. Konieczne jest natomiast zastosowanie przetwornicy napięcia 12V stałe na 230V zmienne. Takie rozwiązanie pokazano na rysunku 5. (…)

Analiza koncepcji przedstawionych w poprzedniej części pozwoliła na wybór optymalnego rozwiązania, jakim jest zasilanie stacji BTS napięciem przemiennym 230V z konwertera, czyli rozwiązanie: bateria słoneczna – elektrownia wiatrowa – generator awaryjny (konfiguracja II). W rozwiązaniu tym podstawową energią  będzie energia słoneczna, ponieważ bez względu na warunki pogodowe bateria słoneczna, nawet przy niedostatecznych warunkach oświetlenia, produkuje zawsze pewną ilość energii elektrycznej. Natomiast energia wiatrowa jest energią niepewną, ze względu na wymogi zasilania stacji bazowych. Niemniej jednak elektrownia wiatrowa może być źródłem uzupełniającego ładowania, dzięki czemu można zwiększyć pojemność baterii akumulatorów i zapewnić dłuższy czas pracy stacji w trudnych warunkach pogodowych. (…)

Wszystkie elementy wchodzące w skład systemu zasilania cechuje określona sprawność energetyczna. Aby obliczyć moc źródła zasilającego i sumaryczną pojemność baterii akumulatorów, należy uwzględnić sprawność następujących elementów systemu elektrowni hybrydowej: przetwornicy DC/DC baterii słonecznej, przetwornicy AC/DC generatora wiatrowego, układu ładowania akumulatorów, ogniwa chemicznego (akumulatora) oraz przetwornicy DC 12V/AC 230V. (…)

Ze względu na fakt, iż zarówno energia słoneczna, jak i wiatrowa są generowane w zależności od warunków pogodowych, należy założyć minimalny czas podtrzymania pracy stacji BTS. Obecnie projektowane układy zasilania urządzeń telekomunikacyjnych przewidują ten czas na około 3-7 dni. W dalszej części wszelkie obliczenia bilansu energetycznego będą podane dla okresu: zamknięty bilans 24-godzinny, 2 dni, 5 dni, 7 dni. (…) W czasie gdy brak jest zasilania systemu z baterii słonecznej oraz elektrowni wiatrowej, całe zapotrzebowanie energetyczne stacji BTS musi być pokryte energią zgromadzoną w akumulatorach. (…)

Do zasilania stacji bazowej BTS o mocy pobieranej 2 kW lub 5 kW należy zapewnić dopływ energii elektrycznej w ilości zależnej od przewidywanych warunków wiatrowych i słonecznych. Minimalną wielkość energii niezbędnej do zasilania stacji określa bilans energetyczny dla okresu 24 h. Energia ta musi być dostarczona przez elektrownię hybrydową w ciągu doby. Można to zapewnić stosując baterię ogniw słonecznych o odpowiedniej mocy, przy założeniu  najgorszych warunków nasłonecznienia. Pojemność baterii akumulatorów powinna w takiej sytuacji zapewniać zapotrzebowanie na energię stacji w czasie bez ekspozycji słonecznej. (…)

Dopasowanie generatora wiatrowego i baterii słonecznej do wymogów energetycznych układu zasilania stacji BTS
Podstawową niedogodnością projektu, układu zasilania stacji telekomunikacyjnej za pomocą energii odnawialnej, jest brak możliwości optymalizacji położenia generatora wiatrowego i baterii paneli słonecznych pod kątem maksymalizacji produkcji energii. Usytuowanie całego systemu jest bowiem uzależnione od położenia stacji przekaźnikowej BTS.(…)

Aby zastosować w projektowanym systemie zasilania konkretne urządzenia, posłużono się danymi pomiarowymi dotyczącymi warunków wiatrowych i słonecznych na terenach południowej Polski. Na tej podstawie można wyliczyć wymaganą moc paneli fotowoltaicznych zainstalowaną w zależności od warunków słonecznych w danym miesiącu.

1. bateria słoneczna w systemie zasilania stacji BTS (…)
2. elektrownia wiatrowa w systemie zasilania stacji BTS (…)

Zasilanie stacji bazowej za pomocą elektrowni hybrydowej
Zarówno elektrownia wiatrowa, jak i słoneczna, w tak zbudowanym systemie zasilania, zapewniłaby teoretycznie dzienne zapotrzebowanie na energię, zasilającą stację BTS. Należy jednak zauważyć, że w miesiącach słonecznych bateria ogniw słonecznych, a w miesiącach wietrznych elektrownia wiatrowa produkowałyby nadmiar energii elektrycznej. Część tej energii może zostać zużytkowana do ładowania baterii akumulatorów (zapas 5-dniowy), jednak pozostała nadwyżka byłaby tracona. W systemie hybrydowym obie elektrownie powinny się uzupełniać. Ze względów ekonomicznych wskazany jest taki dobór parametrów energetycznych obu elektrowni, aby straty te były jak najmniejsze. (…)

1. dla BTS 2 kW (…)
2. dla BTS 5 kW (…)
3. dla BTS 2 kW – bateria słoneczna 1,1 kW, elektrownia wiatrowa 30 kW (…)
4. dla BTS 5 kW – bateria słoneczna 3,5 kW, elektrownia wiatrowa 60 kW (…)

Cały artykuł – GLOBEnergia 4/2008