Czym jest grid forming? Koniec problemów systemu energetycznego? Przed nami jeszcze długa droga

• Tradycyjne elektrownie ustabilizowały sieć dzięki inercji i regulacji częstotliwości, których OZE same z siebie nie oferują. Grid forming pozwala odnawialnym źródłom i magazynom energii przejąć te funkcje.
• Zamiast „podążać za siecią”, instalacje z grid formingiem mogą ją aktywnie współtworzyć. Dzięki temu lepiej reagują na zakłócenia i nie muszą odłączać się przy wahaniach napięcia czy częstotliwości.
• Technologia ma także wymiar ekonomiczny, bo ogranicza potrzebę utrzymywania kosztownych, emisyjnych źródeł stabilizujących system. To jeden z kluczowych elementów bezpiecznej transformacji energetycznej opartej na OZE.

Wraz z przechodzeniem na technologie zeroemisyjne system elektroenergetyczny potrzebuje nowych narzędzi zapewniających jego stabilność. Tradycyjne elektrownie – węglowe, gazowe czy jądrowe – oprócz samej energii elektrycznej dostarczały także takie właściwości jak inercja czy regulacja częstotliwości, które pozwalały sieci pracować w sposób bezpieczny i przewidywalny. W przypadku odnawialnych źródeł energii i magazynów energii te cechy nie pojawiają się w sposób naturalny.

Czym jest grid forming?

Rozwój energetyki wiatrowej, słonecznej oraz bateryjnej wymusza więc inne podejście do stabilizacji systemu. To właśnie w tym miejscu pojawia się technologia grid forming. Jest to nowy sposób sterowania, który pozwala instalacjom OZE i magazynom energii zachowywać się podobnie jak tradycyjne, synchroniczne elektrownie. Dzięki temu mogą one aktywnie wspierać sieć, reagując na zakłócenia i ograniczając ich skutki.

“Fotowoltaika czy elektrownie wiatrowe są podłączane do sieci za pomocą przekształtników takich jak falowniki. I te falowniki ustawia się tak, żeby podążały za siecią. [...] Jeżeli jest jakaś awaria sieci i następuje np. spadek częstotliwości czy są zbyt duże wahania napięć, to taka elektrownia też się od tej sieci odłączy, bo tak mówi jej algorytm, który nią steruje. Ale nie ma od strony technicznej problemu, żeby takie falowniki zaczęły generować i kreować tę sieć. I to się nazywa grid formingiem” – wyjaśnia Bogdan Szymański, prezes Fundacji Instytut Trendów.

Zmiana sposobu współpracy sieci z instalacją OZE

Zatem w praktyce grid forming zmienia sposób, w jaki źródła odnawialne i baterie współpracują z siecią. Zamiast jedynie wprowadzać energię elektryczną do systemu, technologia ta umożliwia aktywną kontrolę napięcia i prądu. Pozwala to na dostarczanie inercji oraz innych kluczowych parametrów sieciowych, które są niezbędne do utrzymania stabilnej pracy systemu elektroenergetycznego.

Dzięki połączeniu grid forming z odnawialnymi źródłami energii możliwe jest zapewnienie stabilności sieci bez konieczności polegania na tradycyjnych, emisyjnych źródłach wytwórczych. Technologia ta stanowi jeden z istotnych elementów transformacji energetycznej i rozwoju systemu elektroenergetycznego opartego na coraz większym udziale źródeł odnawialnych. 

• Zobacz również: Czy duże magazyny energii mogą chronić sieć energetyczną przed blackoutem?

Aspekt ekonomiczny grid formingu

Zastosowanie grid forming ma również wymiar ekonomiczny. Pozwala ono ograniczyć potrzebę stosowania kosztownych rozwiązań stabilizujących system, co w dłuższym horyzoncie może przełożyć się na niższe koszty funkcjonowania sieci i mniejsze obciążenie odbiorców energii.

Warto dodać, że grid forming nie jest rozwiązaniem jednorodnym i może być wdrażany w różnych konfiguracjach, w zależności od potrzeb systemu i rodzaju instalacji. Inaczej wykorzystywany jest w magazynach energii, inaczej w farmach wiatrowych czy dużych instalacjach fotowoltaicznych. Wspólnym elementem pozostaje jednak zdolność do samodzielnego kształtowania parametrów pracy sieci w danym punkcie, a nie jedynie podążania za sygnałami już istniejącymi. To właśnie ta cecha sprawia, że grid forming jest postrzegany jako jedno z kluczowych narzędzi umożliwiających bezpieczne funkcjonowanie systemu elektroenergetycznego przy rosnącym udziale źródeł odnawialnych.

Opracowanie własne.