Atsinaujinančios energetikos sektorius – vienas sparčiausiai augančių visame pasaulyje. Čia tendencijos jau daugelį metų išlieka tos pačios: skatinama žalioji energija, didinamas energiją vartojančių ir ją gaminančių įrenginių bei sistemų efektyvumas. Lietuviai šioje srityje taip pat sparčiai žengia į priekį, vystydami įvairius projektus. Vienas jų – plūduriuojanti saulės jėgainė Kruonio hidroakumuliacinėje elektrinėje (Kruonio HAE). Tai – pirmoji tokio tipo elektrinė mūsų regiono šalyse.
Kauno technologijos universiteto (KTU) Elektros ir elektronikos fakulteto (EEF) projekto inžinieriaus Aivaro Sliviko teigimu, lietuviai nebijo eksperimentuoti energetikos srityje, o tai leidžia kelti ne tik specialistų kompetencijas, bet ir pritraukti smalsius protus bei investicijas.
„Be to, galime pasigirti ambicinga ir nuosekliai vykdoma energetinės nepriklausomybės strategija, kuri orientuota į atsinaujinančius energijos išteklius (AEI)“, – pažymi A. Slivikas.
Anot jo, AEI integracija didesne ar mažesne apimtimi visoms valstybėms yra neišvengiama.
„Lietuva yra padariusi puikų startą AEI plėtroje, o kaip sakoma, „an early bird gets the worm“ (liet. ankstyvas paukštis surenka sliekus), todėl belieka kryptingai dirbti toliau ir susirinkti visus „sliekus“, – tikina A. Slivikas.
Pirma pasaulyje plūduriuojanti jėgainė, įrengta ant užšąlančio vandens telkinio su kintančiu vandens lygiu
Susivienijus verslui ir mokslui šiuo metu vykdomas vienas įspūdingiausių projektų Kauno regione – eksperimentinė saulės elektrinė Kruonio hidroakumuliacinės elektrinės aukštutiniame baseine. Jį bendrovė „Ignitis“ įgyvendina kartu su Kauno technologijos universiteto mokslininkais.
Ši plūduriuojanti saulės jėgainė bus pirmoji tokia elektrinė mūsų regiono šalyse ir išsiskirs techniniais sprendimais. Jėgainės konstrukcija prisitaikys prie kintančio baseino vandens lygio, bus atspari bangavimui bei ledui – iki šiol niekas nėra įgyvendinęs tokio projekto ant užšąlančio vandens telkinio su kintančiu vandens lygiu.
„KTU atlieka meteorologinių veiksnių įtakos vadinamos pirmo asmens vaizdo (angl. first-person view, FPV) sistemai analizę, tikrina vandens lygio kitimo įtaką sistemos veikimui ir teikia rekomendacijas konstrukcijoms. Taip pat kuria FPV generacijos prognozės modelius įvairiems horizontams (mėnesiui, savaitei, parai, valandai), teikia rekomendacijas, kaip efektyviausiai panaudoti hibridinę FPV ir hidroakumuliacinę elektrines“, – pasakoja A. Slivikas.
2018 m. duomenimis, tokių elektrinių instaliuota galia pasaulyje viršijo 750 megavatų (MW). Nors šiuo metu dar nėra tikslios statistikos, 2019 m. instaliuota galia turėtų siekti apie 2100 MW. Tokio tipo elektrinės dažnai įrengiamos ten, kur yra tankus apgyvendinimas ir susiduriama su sausromis, pavyzdžiui, Kinijoje ar Indijoje.
„Plūduriuojanti saulės jėgainė neužima papildomos žemės ploto (išskyrus prijungimo prie tinklo vietą), nereikalingos pamatinės stacionarios konstrukcijos“, – teigia A. Slivikas.
Be to, tokios saulės elektrinės ant vandens stabdo vandens garavimą – jo nešildo. Nors Lietuvos klimato sąlygomis vandens garavimas yra minimalus, ten, kur klimatas yra šiltesnis ir susiduriama su sausromis, plūduriuojančios saulės elektrinės naudojamas vandeniui apsaugoti nuo garavimo.
„Lietuvoje įrengiamoje elektrinėje didesnis privalumas yra tai, kad FPV apačioje esantis vanduo aušina modulius. Poveikis nėra žymus, tačiau tai šiek tiek didina elektrinės efektyvumą“, – sako A. Slivikas.
Mokslininkai renka duomenis, kuria algoritmus: iššūkius kelia nestandartinės konstrukcijos ir rinkos neapibrėžtumas
Nors įrengiant tokias elektrines iššūkius kelia nestandartinės konstrukcijos, šiuo eksperimentu siekiama ne tik įvertinti plėtros galimybes panaudojant Kruonio HAE aukštutinį baseiną, bet ir išbandyti, kaip seksis šį sprendimą integruoti į dabartines elektrinės veiklas. Numatoma, kad jėgainė sudarys galimybes panaudoti saulės šviesos ir vandens sinergiją, teikiant elektros energetikos sistemai būtinas paslaugas.
Projekto įgyvendinimo metu numatoma įrengti eksperimentinę mažos galios (apie 60 kW) jėgainę ir sukurti algoritmą, kuris, atsižvelgiant į nepertraukiamai registruojamus tinklo ir kitus fizikinius parametrus bei Kruonio HAE agregatų darbo režimus, savarankiškai valdytų saulės jėgainę ir elektros energijos kaupiklį.
„Kol kas kuriama rekomendacinė sistema, kuri padės hibridinės sistemos (hidroakumuliacinė elektrinė, FPV ir kaupiklis) operatoriams ir rinkos ekspertams priimti tinkamus sprendimus efektyviai ją valdant. Taip pat kuriami FPV generacijos prognozavimo modeliai ir optimizavimo algoritmas, kuris padės efektyviai paskirstyti hibridinės sistemos energiją“, – pažymi A. Slivikas.
Pasak jo, šiuo metu didžiausias iššūkis – kokybiškų duomenų surinkimas ir paruošimas bei ateities energijos rinkos neapibrėžtumas.
„Norint atlikti simuliacijas, kaip energijos rinka veiks po 2025 m. sinchronizacijos su kontinentinės Europos elektros tinklu, reikia priimti nemažai prielaidų. Kadangi jokių ateities duomenų nėra, ateities scenarijus reikia kurti vadovaujantis kitų Europos rinkų pavyzdžiais ir moksliniais straipsniais“, – tikina A. Slivikas.
Universitetas – klimato kaitą mažinančių sprendimų priešakyje
Universitete studentai taip pat dirba su atsinaujinančios energijos išteklių technologijomis ir šioje srityje vykdomais projektais. Atsinaujinančios energetikos studijų programos studentai lavina ne tik inžinerines žinias, bet ir žinias apie aplinkai draugiškų energijos rūšių panaudojimą, saulės, vėjo, hidro, biokuro elektrinių, kuro elementų, šilumos siurblių technologijų pritaikymą elektros ir šilumos srityse. O žinias pildo praktiniais užsiėmimais moderniausiose laboratorijose.
Štai ant KTU EEF stogo įrengtos saulės energijos baterijos, kurios pasitarnauja ne tik energijos efektyvumo, bet ir švietimo tikslais. Atsinaujinančių energijos šaltinių sistemos suteikia galimybę studentams susipažinti su efektyviu energijos gamybos inžinerinių sistemų taikymu. Projekto pagrindu kuriama atsinaujinančių šaltinių ir mikrotinklų laboratorija, kurioje studentai galės ne tik atlikti bandymus – kartu tai bus ir bazė atlikti tyrimus baigiamiesiems projektams.
Moderniausioje Baltijos šalyse tokio tipo laboratorijoje universiteto atsinaujinančiosios energetikos studijų programos studentai galės ne tik atlikti laboratorinius darbus, bet ir realizuoti savo būsimo verslo idėjas.
Pasak KTU EEF Energetikos sistemų katedros vedėjo profesoriaus Sauliaus Gudžiaus, visi žino, kad energetika keičiasi ir apsirūpinimas energija netrukus bus kitoks. Universitetas turi būti pavyzdys bei ateities technologijų lyderis, sudarantis galimybę mokytis realiomis sąlygomis.
„Per praktiką rodome studentams, kaip siekti pokyčių, kurti ir įgyvendinti inovacijas. Juk universitetas pirmiausia turi švietėjišką misiją. Įrodydami, kad tokie projektai yra realūs ir ateityje taip galima apsirūpinti energija, padedame visuomenei greičiau apsispręsti ir prisidėti prie klimato kaitos mažinimo“, – teigia prof. S. Gudžius.
