NEDO podpora inteligentních společenství 25. října, 2011 Satoshi Morozumi The New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)
PŘEHLED PROJEKTŮ NEDO
Cíl inteligentních společenství v Japonsku a inteligentní sítě Japonsko disponuje ve světě předními elektrickými rozvodnými sítěmi. Japonsko si klade za cíl ustanovit výhodnější, spolehlivější a zelenější sociální systém pomocí IT koordinace a spolupráce mezi dodavateli energií a poptávkou uživatelů. Hlavní síť Větrná energie Baterie Na-S Mega Solar Konstrukce energetického systému, který je výhodný pro operátora hlavní sítě i pro poskytovatele místní energie. Budovy s nulovou emisí Propojení BEMS s regionální EMS Umožňuje lepší využití tepla Bioplyn GE Kogenerace Poskytovatel místní energie Systémové řízení energie Informační síť GE Solární energie Věrná energie Akumulátor Přebytečné teplo Solární energie Konstrukce nabíjecích stanic pro EV EV a PHEV Benzínová stanice nové generace Využití IT ke snížení špiček Inteligentní dům Akumulátor v domácnosti Inteligentní elektroměry: Vizualizace spotřeby energie v domácnostech a kontrola poptávky 3
Historie 2000-2010 Technologický rozvoj obnovitelných energií (FV, VT, atd.) Technologický rozvoj napojení na sítě a ukázky obnovitelné energie Do fis. Roku2005 FR2005 FR2006 FR2007 FR2008 FR2009 a dále Technologický rozvoj obnovitelných energií (FV, VT, atd.) (New Sunshine Project (NSS), Technologický rozvoj velkoplošných větrných elektráren, Technologický rozvoj pokročilé fotovoltaiky, budoucí technologický rozvoj a ultraefektivní technologický rozvoj fotovoltaiky) Technologický rozvoj napojení samostatné sítě pro obnovitelné energie (např. projekt ostrova Rokkó) Systém napojení na sítě Provozování a propojení sítí vysoce penetrační obnovitelné energie nebo uskladnění energie a aplikování technologie EMS pro snížení kolísání na výstupu Ukázkový projekt propojení klastrových fotovoltaických systémů (FR2002-FR2007) Projekt stabilizace větrné energie (FR2003-FR2007) Výzkum a vývoj testovací ostrovní technologie systémů fotovoltaických klastrů. (FR2008- FR2009) Ukázkový projekt lokálních energetických sítí s různými typy nových energií (FR2003-FR2007) Ukázkový projekt systémů sítí nových energií (FR2004-FR2007) Ověření stabilizace sítí s velkoplošnými fotovoltaickými systémy (FR2006-FR2010) Vývoj systému pro skladování el. energie pro napojení na síť se zdroji nových energií (FR2006-FR2010) Nepřetržitá propagace rozvoje technologií inteligentních společenství 4
Ukázkový projekt propojení sítí klastrových fotovoltaických systémů (FR2002 FR2007) Město Óta Počet domů s fotovoltaikou: 553 Fotov. kapacita: 2,129 kw Průměrná kapacita na dům: 3.85 kw 5
Ověření stabilizace sítí s velkoplošnými fotovoltaickými systémy (FR2006FR2010) Wakkanai Tokio Hokutó u Wakkanai e 5 MW: Většina fotovoltaických článků jsou krystalické. NaS baterie: 1500 kw-7.2 hodin u Hokutó 6
Japonská aliance inteligentních společenství Japonská aliance inteligentních společenství JSCA je veřejno-soukromá organizace skládající se z různých institucí, podniků atd. JSCA uspořádalo první setkání 6. dubna 2010. JSCA se zabývá vývojem silničních map a šířením informací k dosažení mezinárodních standardů. Dále spolupracuje s různými organizacemi. Veřejné služby Vývoj Výrobci Instituce Počet členů: 664 k datu 11. srpna 2011 ) Založení: duben 2010 Členové JSCA se zabývají elektrickou energií, plynem, automobily, informacemi a komunikací, elektrickými zařízeními, stavebním a obchodním průmyslem nebo pochází ze soukromého sektoru nebo akademických kruhů. 7
8 Japonský plán pro projekty inteligentních společenství FR2009 FR2010 FR2011 FR2012 FR2013 FRY2014 FR2015 a dále Opatření pro penetraci fotovoltaiky Konzervace energie HEMS BEMS Řízení lokálních energií Opatření v energetickém systému pro snadnější pronikání distribuované obnovitelné energie Ukázka energetického ostrovního systému Ověření pronikání obnovitelné energie Demonstrace zařízení pro vyrovnávání zatížení EMS pro elektřinu a teplo Projekt rezidenčních domů příští generace Projekt nabíjení inteligentního EV Optimální kontrola budoucích sítí Projekt pro optimalizaci zdrojů distribuované energie Ukázka inteligentních domů Modelový projekt pro aplikaci zemního plynu Regionální rozvoj EMS Ukázka inteligentních sítí Japonsko- US (Nové Mexiko) Energie příší generace a ukázka sociálního systému (Technologický rozvoj uskladnění energie 2010) Meziprojektová spolupráce Technologický rozvoj pro inteligentní společenství Ukázka inteligentních sítí Japonsko-Francie (Lyon) Ukázka inteligentních sítí Japonsko - Španělsko Ukázka inteligentních sítí Japonsko US (Havaj) Ukázka technologií v reálném prostředí
9 Mezinárodní projekt inteligentních společenství Evropa Založení inteligentních společenství inteligentní e-mobil a energeticky účinné technologie Čína Přípravy na eliminaci zátěže a na přístupnost obnovitelných zdrojů energie zavedením technologií sítí USA JV ASIE a INDIE JAPONSKO Pilotní ukázkový projekt (např. projekt v Novém Mexiku). Standardizace spolupráce při výměně příkladů využití při ukázkách Infrastruktura inteligentních energií pomocí ukázky inteligentních společenství v průmyslové zóně Čtyři ukázková místa pro propagaci inteligentních společenství zahrnují integraci obnovitelných energií a elektrické mobily
Ukázkový projekt energie příští generace a sociálních systémů v Japonsku (Projekt METI) Kitakjúšú Kitakjúšú, Fuji Electric Systems, GE, IBM, Nippon Steel CO2 50 od 2005 l Řízení v reálném čase u 70 podniků a 200 domů l Řízení energie HEMS, BEMS l Energetický systém koordinace řízení poptávky s celkovým energetickým systémem Kjóto, oblast Keihanna Prefektura Kjóto, Kansai Electric Power, Osaka Gas KANSAI SCIENCE CITY, Univerzita Kjóto CO2 20 :domy, 30 :doprava od r. 2005 l Instalace FV na 1000 domů, systém sdílení EV l Řízení nanosítí fotovoltaických a palivových článků v budovách (vizualizace poptávky) l Grant Kyoto eco-points pro využití zelené energie Jokohama City Jokohama, Toshiba, Panasonic, Meidensha, Nissan, Accenture, atd. CO2 30 do 2025 od 2004 l Systém řízení energie pro integraci HEMS, BEMS, EV l FV 27,000 kw l Využití tepla a nevyužité energie l 4,000 inteligentních domů,2000 EV Toyota City Toyota City. Toyota Motor, Chubu Electric Power, Toho Gas, Toshiba, Mitsubishi Heavy Industries, Denso, Sharp, Fujitsu, Dream Incubator, atd CO2 20 :domů, 40 :dopravy l Využití tepla, nevyužité energie a elektrické energie l Odpověď na poptávku u více než 70domů 3100EV, V k H, k G 10
11 Ukázkový projekt NEDO Nové Mexiko NEDO plánuje účast ve výzkumu v Los Alamos a Albuquerque a ve výzkumu celého projektu (1) Ukázka distribučních přípojů obnovitelné energie (2) Ukázka inteligentního domu Los Alamos (3) Ukázka inteligentní budovy Albuquerque Kolektivní výzkum celého projektu Ukázkový výzkum NEDO Ukázkový výzkum NEDO
Projekt NEDO - Lyon (1) Ukázka technologie budov s nulovou emisí na budově P-plot (2) Monitorování a řízení využití energie pro EV a FV (3) Auditorský program pro energii využívající AMI Struktura projektu v Lyonu, Francie FV, Solární, termální E BEMS, HEMS Osvětlení LED Vysoce výkonná tepelná čerpadla Skladování tepla Akumulace v bateriích Účet s info o nabíjení Monitorování a analýza středové zóny Ukázka: Rezidenční domy: 100-200 Komerční budovy: 1 Elektrické vozy:20-30 Nabíjecí stanice:10-20 Závisí na rozpočtu Monitorování EV, FV Informace FV Elektřina Rozpoznání uživatele Info o poptávce Info o FV FV monitorující systém 12
Projekt NEDO Malaga ve Španělsku EV navigace a napájecí zařízení v Endessa u Malagy. Inteligentní město Malaga Ukázkový projekt Nedo FV Obnovitelná energie Inteligentní síť Základna Nabíjení EV Větrná energie Lokální systém řízení Řízení EV Inteligentní budova Uskladnění v bateriích Inteligentní měřič Řízení nabíjení EV Inteligentní mobilita Navigace EV
14 Ukázka inteligentních sítí na Havaji NEDO se účastní výzkumu na ostrovu Maui, kde je vysoký podíl obnovitelných energií v rámci sítě. Plánuje se ukázka řízení napájení EV a distribuční automatizace PROJEKT Pomocné operace Kontrolní Středisko Napájecí stanice Distribuční síť Větrná turbína, fotovoltaika Informace Přenosová soustava Napájecí stanice Energie EV/PHEV Řídící systém Informace Info o automobilech a nabíječkách Info o dopravním toku Info o transformátorech Kontrola nabíjení EV Info akumulaci v bateriích Info o výrobě energie a poptávce Část 1 Informace Příkaz pro nabíjení a vybíjení baterií EV Systém řízení distribuce Část 2 Skutečnosti (SVR, SVC atd.) Informace Distribuční síť Energie Monitorování přivaděče a transformátoru napájecí stanice (V,A) Odpověď na poptávku (např. přímá kontrola) Kontrola na výstupu FV (inteligentní měnič) Informace o akumulaci v bateriích Příkaz pro nabíjení a vybíjení baterií Informace o zákaznících Řídící systém mikrosítě Přímá kontrola nabíjení pro řízení variability FV Kontrola na výstupu FV (inteligentní měřič) Informace o akumulaci v bateriích Příkaz k vybíjení a nabíjení baterie Informace o zákaznících E_Parkování Vypůjčené vozy
INTELIGETNÍ SÍTĚ KLÍČOVÁ DISKUZE
Inteligetní síť klíčové body(1) Nekončí instalací inteligentního elektroměru a AMI. Pro inteligentní sítě je důležitý EMS. Role EMS je ovlivněná rozdílem v regulaci. INTELIGENTNĚJŠÍ SÍŤ (PŘED) INTELIGENTNĚJŠÍ SÍŤ (PO) SYSTÉM EMS SYSTÉM EMS INFORMAČNÍ SÍŤ INFORMAČNÍ SYSTÉM PŘENOSOVÁ SOUSTAVA PŘENOSOVÁ SOUSTAVA MIKROSÍŤ EMS DISTRIBUČNÍ SOUSTAVA DISTRIBUČNÍ SOUSTAVA LOKÁLNÍ INFORMAČNÍ SYSTÉM ZÁKAZNÍK ZÁKAZNÍK INFORMAČNÍ SYSTÉM NA STRANĚ ZÁKAZNÍKA
Japonská zkušenost s mikrosítěmi Země Zavedení NEDO Microgrid Japonsko Většinou zavedené Hachinohe Aichi Majitel mikrosítě Majitel mikrosítě na straně žadatelů USA Velkoobchodn í deregulace (chybí kompletní deregulace na straně maloobchodu) Nové Mexiko Havaj ě Distribuovaná služba EU Plně deregulované (na straně velkoobchodu i maloobchodu) Lyon (Francie) Malaga (Španělsko) Mikrosíť EMS se dělí na dva typy (regulovaná služba, konkurenční služba) 17
Specifické aktivity mikrosítí Země Mikrosíť NEDO Poskytovatel služby Majitel sítě Japonsko Hachinohe Tohoku Electric Power Hachinohe City USA Nové Mexiko PNM (Firma pro přenos energie) LAC (Firma pro distribuci energie) EU Francie RTE ř ERDF ) Poskytovatel energie EDF Ostatní 18
Nástin projektu regionálních sítí využívajících nové energie (Hachinohe Projekt) TOBU Kanalizační soustava (čistírna splašků) Účastníci projektu Výzkumný institut Mitsubishi, Mitsubishi Electric, město Hachinohe FV 50kW Parní kotel It/h Benzínový motor 170kW x 3 Odpadní teplo Dřevo (kůra) Kontrolní systém Vyhnívací nádrž Parní kotel 4t/h Nádrž na kalový plyn Baterie 100kW Kalový plyn KONAKANO Vyšší střední škola (60kW) KONAKANO Základní škola (46kW) KÓJO Vyšší střední škola (53kW) KÓJO Základní škola (46kW) FV 10kW WT 8kW FV 10kW WT 8kW Radnice HAČINOHE (360kW) HAČINOHE místní rozvodna vody (40kW) Do existující sítě 19
Mikrosíť v Los Alamos Ukázka uskladnění koncentrované energie a reakce na poptávku domů PROJEKT NEDO Kontrola nabíjení & vybíjení Signál o ceně Monitorování výstupu FV FV systém 1 MW (100kW/10 typů) Baterie 1MW (NAS &olovo) Budova NEDO HEMS, 3kW FV 20kWh baterie, skladování na bázi voda-teplo Smart house dům Inteligentní Napájecí stanice Tok energie monitorování na hranici mikrosítě Zařízení pro inteligentní distribuci Signál o ceně Signál o ceně Signál o ceně malá obchodní budova Inteligentní elektroměr ü Články pro uchování energie a generování FV o výkonu 2 5MW se připojí do distribuční sítě. ü Provedou se testy absorpce při výchylkách výkonu FV za využití různě výkonných FV získaných z proměnlivého utváření sítě. ü Instalace distribučních sítí s vysokým výkonem a úvod do zařízení pro inteligentní distribuci (distribuční zařízení s IF funkcemi). 20
Projekt v Lyonu - obsah úkolu 2 Místní řídící systém - Snaha o udržení rovnováhy mezi výrobou FV energie a nabíjením EV Tento systém obsahuje virtuální mikrosíť Systém nabíjení EV zahrnuje: - Fakturační systém - Ověření nabíječky - Servis sdílení aut Dálkové řízení FV zahrnuje: - Monitorování výroby - Synchronizaci výroby FV a nabíjení EV - Odhalení chyby 21
Pár bodů o elektrických vozech - Pro EV je charakteristická poptávka za pohybu. - Na nabíjecí stanici musí být ICT systém pro identifikaci uživatele. - Nabíjení v noci není zapotřebí, v případě zvýšení kapacity generátorů obnovitelné energie - Pro snížení emisí CO2 elektrickými vozy musí nabíjení pocházet ze zdrojů se sníženým CO2. Regionální systém řízení Stanice pro nabíjení EV ve městě Zdroje obnovitelné energie
NEDO projekty týkající se elektrických vozů č Ř Lyon, Francie Synchronní nabíjení z obnovitelných zdrojů Převážně nízkorychlostní nabíjení Harmonizace energií (pro poskytovatele konkurenčních cen za energii) Malaga, Španělsko Řízení špiček v distribučních systémech Převážně rychlé nabíjení Monitorování toku energie(pro regulované služby) a navigace v autě Maui, USA Stabilizace frekvencí Převážně nízkorychlostní nabíjení Kontrola přepínání podle frekvence sítě Gòngqīngchéng, Čína Nízkoemisní veřejná doprava Není stanoveno Zákaznický servis a řízení energií
Děkuji za pozornost 24