Profesor Milutin Petronijević: Ukoliko želimo 1,7 GW solara do 2030. godine, treba da se fokusiramo na male elektrane

U pitanju je brojka koja je za red veličina manja od naših komšija u Evropskoj uniji, kao što su Mađarska (2988 MW), Rumunija (1414 MW) ili Bugarska (1948 MW). Neke druge komšijske zemlje, kao što su Hrvatska ili Albanija, već imaju veći udeo obnovljivih izvora (hidroenergije), pa im se drastično razlikuju prioriteti u energetskoj tranziciji, piše prof. dr Milutin Petronijević za Klima 101.

Doduše, ovakvo stanje neće dugo trajati. Činjenica je da u Srbiji postoji izuzetno veliki broj zahteva za gradnju novih fotonaponskih elektrana, čija se ukupna instalisana snaga meri u hiljadama megavata.

Takođe, po poslednjoj verziji Integrisanog nacionalnog energetskog i klimatskog plana (INEKP), plan je da uz primenu adekvatnih podsticajnih mera Srbija do 2030. godine ima 1730 MW instalisanih kapaciteta solarnih elektrana – u pitanju je više nego desetostruko povećanje solarnih kapaciteta u narednih nekoliko godina. A plan je da se ugradnja solara nakon 2030. godine drastično ubrza.

Drugim rečima, u ovoj oblasti nas čekaju značajni inženjerski i stručni izazovi, imajući u vidu da elektroenergetski sistem Srbije, u svom sadašnjem obliku, nije projektovan da u potpunosti može da im odgovori.

Po aktuelnim planovima, male elektrane trebalo bi do 2030. godine da čine manje od trećine ukupnih solarnih kapaciteta Srbije. Ovaj udeo bi mogao da bude mnogo veći

Sa idejom da podržimo i promovišemo razvoj solarnih tehnologija, na Univerzitetu u Nišu formirali smo neformalnu istraživačku grupu UniGreen koju čine istraživači sa Elektronskog, Prirodno-matematičkog i Mašinskog fakulteta u Nišu, a koja ima pridružene članove sa drugih univerziteta, uključujući i saradnju sa grupom istraživača sa Univerziteta u Đenovi.

Grupa UniGreen trenutno broji desetak aktivnih iskusnih istraživača i mlađih saradnika, a oblast našeg interesovanja su multidisciplinarna istraživanja, počevši od onih u vezi sa efikasnošću fotonaponskih panela – između ostalog, u zavisnosti od okruženja, orijentacije, ugla nagiba, temperature… Naši istraživači rade u više specijalizovanih laboratorija, uključujući tu i Laboratoriju za solarnu energetiku PMF-a, koja postoji već više od 20 godina.

Moj stav, kao člana ove istraživačke grupe, jeste da problem potražnje, a posebno kada govorimo o sopstvenoj potrošnji domaćinstava, možemo rešiti fokusiranjem na male fotonaponske elektrane nasuprot velikim projektima elektrana koje bi bile priključene na prenosni sistem.

Po aktuelnim planovima iz INEKP-a, ovakve male elektrane trebalo bi do 2030. godine da dostignu značajnu vrednost instalisane snage (oko 500 MW) što je manje od trećine ukupno planiranih solarnih kapaciteta Srbije. Mišljenja sam da postoje tehnička rešenja i ekonomska opravdanost da ova brojka bude značajnija.

U Srbiji, pitanje nije da li treba da se okrenemo solaru, već kako to da uradimo uz optimalna ulaganja

Srbija ima veći solarni potencijal nego npr. Nemačka – jednostavno, imamo više Sunca i sunčanih dana. Naš potencijal, meren preko tzv. energije globalnog zračenja, iznosi oko 40% iznad spomenutih lokacija u Nemačkoj, pri čemu je u južnim delovima Srbije ta brojka još veća. Drugim rečima, postoje neophodni prirodni preduslovi za korišćenje solarne energije.

Sa druge strane, tehnički preduslovi podrazumevaju dostupnost pouzdanih tehnologija, kao i kvalifikovanih instalatera i projektanata, ali i odgovarajući normativni (pravni) okvir. Po mom mišljenju, svi ovi preduslovi su poslednjih godina makar donekle ispunjeni: na tržištu je prisutan veliki broj proizvođača fotonaponske opreme, a doneseno je i više propisa, preporuka i uredbi koji uređuju ovu oblast.

Na kraju, svetski trendovi pokazuju da će krajem ove decenije očekivana nivelisana cena energije iz fotonaponskih elektrana rezidencijalnog tipa biti oko 5 centi po kilovat-času, što je manje nego iz bilo kog drugog izvora električne energije.

Drugim rečima, pitanje nije da li se treba okrenuti solarnoj energiji, jer je tu odgovor očigledno pozitivan, već kako to uraditi uz optimalna ulaganja, i to ne samo elektroenergetskih kompanija, već i običnih građana i budućih proizvođača energije. Srbija treba da investira pametno, pre svega imajući u vidu iskustva drugih zemalja koje su nekoliko koraka ispred nas.

Prvo, treba da se oslonimo na domaće stručnjake, pre svega inženjere iz kompanija elektroenergetskog sektora i na naučnike sa tehničkih fakulteta koji treba da daju smernice za ove investicije.

Međutim, mi nemamo dovoljno novca da pratimo Evropu u potpunosti, a nemamo ni dovoljno vremena da dostignemo godine u kojima smo značajno zaostali u razvoju ovih tehnologija.

Zbog navedenih činjenica, mišljenja sam da problem značajnih količina energije u dekarbonizovanim urbanim sredinama možemo rešiti upravo oslanjanjem na mikro elektrane – tj. forsiranjem proizvodnje energije iz sopstvenih, malih fotonaponskih elektrana kojima bi dominantno rešili potrebe sopstvene potrošnje domaćinstava (i buduće dopune električnih vozila).

Na taj način bismo najefikasnije koristili dostupnu energiju, ne bismo opterećivali prenosni i distributivni sistem i ujedno bismo sprečili nepotrebno zauzeće zemljišta za fotonaponske elektrane.

Mreža malih elektrana podrazumeva promenu naših navika, ali i okretanje savremenim rešenjima (kao što su npr. vertikalni solarni paneli)

U zavisnosti od koncepta ovakve jedne lokalne mikro fotonaponske elektrane, morali bismo da menjamo svoje potrošačke navike.  Činjenica je da ovakve elektrane proizvode najviše energije u periodu kada npr. zaposleni nisu kod kuće, i kada često nismo u prilici da potrošimo tu energiju neposredno. Neophodna bi bila neka vrsta lokalnog skladišta električne i toplotne energije. Takođe, domaćinstvo bi trebalo da ima i neku vrstu sopstvenog sistema za upravljanje energijom, sve u svrhu optimalnog korišćenja dostupne energije i ekonomske opravdanosti investicije.

Cilj je u svakom slučaju da se najveći deo energije iskoristi u samom domaćinstvu na dnevnom nivou, a da se što manje energije predaje ili preuzima iz distributivne mreže.

U okviru istraživačke grupe UniGreen, bavimo se upravo eksperimentalnim istraživanjima i primenom najnovijih tehnoloških rešenja za optimizaciju korišćenja obnovljivih izvora energije. Primera radi, poznato je da se na severnoj hemisferi solarni paneli instaliraju okrenuti ka jugu, pod određenim optimalnim nagibom kojim se maksimizuje godišnja proizvodnja energije. Za grad Niš, taj ugao optimalnog nagiba je 32°.

Međutim, samo u tom polju već postoji veliki broj novih ideja koje na inovativni način pomažu efikasnije korišćenje dostupne solarne energije.

Paneli se, primera radi, mogu orijentisati tako da svoj maksimum, umesto u sred dana, daju u popodnevnim ili jutarnjim časovima, kada nam treba više energije, a i kada je ambijentalna temperatura znatno niža, pa su uslovi za proizvodnju energije bolji.

Drugo interesantno rešenje je vertikalna instalacija solarnih panela, i to ne samo panela koji su integrisani u strukturu fasada zgrade (building-integrated photovoltaics, BIPV), već i na krovovima, što pruža nove mogućnosti instalacija, posebno kada su u pitanju urbani uslovi koji podrazumevaju manje dostupne površine. Poslednjih godina upravo se dosta istražuju ovi alternativni načini instalacija panela imajući u vidu povećano aerozagađenje u gradovima i značajni porast temperature ambijenta prouzrokovan globalnim zagrevanjem.

Idealno rešenje bila bi tzv. autonomna mikromreža, bez potrebe za centralizovanim upravljačkim sistemom, na čemu rade istraživači grupe UniGreen

Na Elektronskom fakultetu u Nišu, članovi grupe UniGreen bave se, između ostalog, istraživanjima u vezi optimalne integracije solarno napajanih invertora u elektrodistributivnoj mreži, uz zadovoljenje odgovarajućih standarda po pitanju kvaliteta napajanja.

Poseban akcenat su tzv. autonomne mikromreže formirane iz više raznovrsnih izvora energije, sa idejom da se omogući formiranje 100% bezinercijalne mreže koja bi funkcionisala po principu plug & play, tj. bez potrebe za centralizovanim upravljačkim sistemom. Značaj predloženog koncepta je da omogućava energetsku samostalnost i sigurnost potrošača ili grupe potrošača, što može posebno biti značajno za osetljive potrošače bitne za funkcionisanje društva (bolnice, komunikacioni servisi, javne hitne službe).

Naša istraživanja su uglavnom primenjena, što znači da se, osim teorijskih elemenata, bavimo u značajnom obimu eksperimentalnim istraživanjima, i to u već pomenutoj Laboratoriji za solarnu energetiku, ali i u novoformitanoj Laboratoriji za pametne mreže i mikromreže koja je u sklopu novog Laboratorijskog aneksa Elektronskog fakulteta u Nišu.

Ideja našeg zajedničkog rada je da sinergijom znanja iz oblasti primenjene fizike, elektroenergetike, elektronike i automatskog upravljanja dođemo do novih naučnih rezultata koji će imati globalni i posledično lokalni uticaj na razvoj nauke i tehnike. Mislim da jedan sveobuhvatni pogled na ceo proces konverzije energije, sagledan iz više uglova i na osnovu našeg dogogodišnjeg iskustva saradnje sa brojnim kompanijama iz struke, može dati relevantne smernice daljeg razvoja solarne energetike u Srbiji.

Ova ideja autonomne mikromreže je, doduše, još uvek u domenu naučnih istraživanja, naravno ne samo naših, već i brojnih drugih naučnika širom sveta.

Ali ona može biti ključno rešenje, posebno za obične potrošače koji žele da imaju efikasno i sigurno snadbevanje električnom energijom u svim uslovima, pri čemu ne moraju da vode računa o vrsti potrošača i da li imaju odgovarajući kvalitet napajanja. Upravo je jedan od ciljeva istraživanja UniGreen istraživačke grupe da svojim radom doprinesemo ovom scenariju – i da ovaj koncept promovišemo globalnoj naučnoj zajednici.

O autoru

Prof. dr Milutin Petronijević je vanredni profesor na Katedri za energetiku Elektronskog fakulteta u Nišu. Jedan je od osnivača multidisciplinarne istraživačke grupe UNIGREEN i osnivač i rukovodilac Laboratorije za mikromreže i pametne mreže Elektronskog fakulteta u Nišu. Prof. Petronijević se poslednjih desetak godina bavi primenjenim istraživanjima iz oblasti fotonaponskih tehnologija, posebno u vezi primene inovativnih metoda upravljanja u mikromrežama sa 100% obnovljivim izvorima energije. Autor je ili koautor više od 130 naučnih članaka, od čeka je više od 30 u renomiranim međunarodnim časopisima.