ვირტუალური ელექტროსადგურები

ვირტუალური ელექტროსადგურები

სალომე ჯანელიძე, სემეკთან არსებული ენერგეტიკის სასწავლო ცენტრის საბჭოს წევრი ვირტუალური ელექტროსადგურების შესახებ საუბრობს:

„კლიმატის ცვლილების წინააღმდეგ ბრძოლაში განსაკუთრებულად დიდი როლი უჭირავს ნულოვანი ემისიის მქონე განახლებად ენერგიას. 2023 წელს, გაეროს კლიმატის ცვლილების ჩარჩო კონვენციის მხარეთა 28-ე კონფერენციაზე, ევროკომისიის პრეზიდენტმა, ურსულა ფონ დერ ლაიენმა წარადგინა განახლებადი ენერგიის სიმძლავრის 2030 წლის გლობალური სამიზნე მაჩვენებლების გასამმაგების ინიციატივა, რომელიც გულისხმობს არანაკლებ 11 ტერავატი განახლებადი ენერგიის წყაროს ქსელთან ინტეგრირებას. ამ მიზნის მისაღწევად, აუცილებელია ელექტროსისტემის გაძლიერება და მისი საიმედოობის გაზრდა, რაც მნიშვნელოვან ინვესტიციებთან არის დაკავშირებული.

„მწვანე“ ენერგიის ისეთ წყაროებს, როგორიცაა მზე და ქარი, ახასიათებთ ცვალებადობა და მათი მართვა სისტემის ოპერატორისთვის მნიშვნელოვან გამოწვევას წარმოადგენს. ელექტროსისტემის საიმედო ფუნქციონირებისთვის აუცილებელია, დაცული იყოს მისი ძირითადი პრინციპი და ელექტროენერგიის მიწოდება ყოველთვის იყოს მოხმარების ტოლი. ტრადიციულად, ამ მოთხოვნის უზრუნველყოფას სისტემის ოპერატორები უზრუნველყოფდნენ წიაღისეულ საწვავზე – ნახშირზე, ბუნებრივ გაზზე – მომუშავე ელექტროსადგურების, ან კაშხლიანი ჰიდროელექტროსადგურების მეშვეობით, რომელთაც აქვთ ტექნიკური შესაძლებლობა, სისტემის საჭიროების შესაბამისად, მოკლე დროში გაზარდონ ან შეამცირონ ელექტროენერგიის გამომუშავება. გარდა იმისა, რომ წიაღისეულ საწვავზე მომუშავე ელექტროსადგურები გამოყოფს სათბურის გაზებს და ხელს უწყობს გლობალურ დათბობას, საბალანსო სიმძლავრეები ასევე განაპირობებს მნიშვნელოვან ხარჯს მომხმარებლებისთვის, ვინაიდან მათი ხელმისაწვდომობა სისტემის ოპერატორის მიერ ანაზღაურდება იმის მიუხედავად, მოხდა თუ არა სიმძლავრის გააქტიურება.

„მწვანე“ ენერგიაზე გადასვლასთან ერთად, დღის წესრიგში დადგა ელექტროსისტემის დაბალანსებისა და საიმედოობის უზრუნველყოფის ალტერნატიული მექანიზმების განვითარება. ერთ-ერთი ასეთი მექანიზმი ვირტუალური ელექტროსადგურია, რომელიც, მიუხედავად დასახელებისა, სისტემას რეალური სიმძლავრით უზრუნველყოფს. ვირტუალური ელექტროსადგური აერთიანებს და პროგრამული უზრუნველყოფის მეშვეობით მართავს ენერგიის განაწილებულ რესურსებს – ელექტროენერგიის წარმოების, შენახვისა და მოხმარების მცირე ობიექტებს. ასეთი შეიძლება იყოს მზის ან ქარის ენერგიაზე მომუშავე მცირე სიმძლავრის ელექტროსადგურები, თბური ტუმბოები, ელექტროენერგიის შემნახველი სისტემები, ელექტრომობილები, „ჭკვიანი“ ელექტრომოწყობილობები, ელექტროდამტენები და სხვა.

ვირტუალური ელექტროსადგურები ხელს უწყობს ელექტროსისტემის დეცენტრალიზებას და აქვს პოტენციალი, გარდაქმნას ელექტროენერგიის წარმოებისა და მოხმარების ტრადიციული მოდელები. ელექტროენერგიის მცირე ზომის წარმოებისა და მოხმარების ობიექტების გაერთიანებითა და მათი სწორი მართვით, ვირტუალური ელექტროსადგურის ოპერატორს შეუძლია, ელექტროსისტემის ოპერატორს შესთავაზოს დისპეტჩირებადი აქტივები და მოქნილობის სერვისები. ენერგიის განაწილებული რესურსების მცირე ზომა წარმოადგენს ბარიერს ელექტროენერგიის საბითუმო ბაზრებზე ინდივიდუალური მონაწილეობისთვის, თუმცა, მათი აგრეგირებით, შესაძლებელია ისეთი მასშტაბის მიღწევა, რომელიც საშუალებას მისცემს ვირტუალურ ელექტროსადგურს, ბაზრის ეფექტიანი მონაწილე გახდეს. ვირტუალური ელექტროსადგური გამოყენებით, შესაძლებელია არსებული წარმოების სიმძლავრეების უფრო ეფექტიანად მართვა, ქსელის განტვირთვა, ელექტროენერგიის დაზოგვა და, ამრიგად, სათბურის გაზების ემისიების შემცირება.

ვირტუალური ელექტროსადგურები ელექტროსისტემას სთავაზობს მოქნილობას, საჭიროებისამებრ შეამციროს ან გაზარდოს ელექტროენერგიის წარმოება ან/და მოხმარება. იმ შემთხვევაში, თუ სისტემას ესაჭიროება დამატებითი ენერგია, ვირტუალური ელექტროსადგური უზრუნველყოფს მასში შემავალი განახლებადი ენერგიის წყაროებით წარმოებული, ან შემნახველ სისტემებში შენახული ელექტროენერგიის ქსელში მიწოდებას. ამასთანავე, დეფიციტის შემთხვევაში, ვირტუალურმა ელექტროსადგურმა, შესაძლებელია, ელექტროსისტემას შესთავაზოს მოთხოვნის მართვის მომსახურება და მომხმარებელთა „ჭკვიანი“ ელექტრომოწყობილობების გათიშვის გზით, შეამციროს ელექტროსისტემაში არსებული მოთხოვნა. ენერგიის განაწილებული რესურსების დისპეტჩირება ხდება ავტომატურად, ელექტროენერგიის საბითუმო ბაზრის შედეგების შესაბამისად.

ვირტუალურ ელექტროსადგურთან დაკავშირებული ენერგიის განაწილებული რესურსების ოპტიმიზაცია და მართვა ხორციელდება სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფის მეშვეობით, რომელიც ელექტროსისტემაში რეალურ დროში არსებულ მდგომარეობაზე დაყრდნობით, ისტორიული მონაცემებისა და სამომავლო პროგნოზის გათვალისწინებით, განსაზღვრავს სავაჭრო სტრატეგიას. ვირტუალური ელექტროსადგურის ოპერატორი მონაწილეებთან აფორმებს ხელშეკრულებებს, რომლითაც განისაზღვრება მონაწილეობისა და ენერგიის განაწილებული რესურსების მართვის წესები. ელექტროენერგიის განაწილებული რესურსის მფლობელს შეუძლია, ვირტუალურ ელექტროსადგურში მონაწილეობით, მიიღოს შემოსავალი და შეამციროს ელექტროენერგიის ხარჯები.

ვირტუალური ელექტროსადგურები საშუალებას იძლევა, შემცირდეს ელექტროსისტემაში აუცილებელი ინვესტიციების ოდენობა. ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტოს (IEA)-ს შეფასებით, წმინდა ნულოვანი ემისიების მისაღწევად, ქსელში ინვესტიციების საშუალო რაოდენობა 2030 წლისთვის 630 მილიონ აშშ დოლარს, 2050 წლისთვის კი – 830 მილიონ აშშ დოლარს მიაღწევს. არსებული სიმძლავრეების ოპტიმიზაციითა და გამომუშავებული ელექტროენერგიის ადგილობრივად მოხმარებით, ვირტუალურ ელექტროსადგურებს აქვს პოტენციალი, შეამციროს აღნიშნული ხარჯები. აშშ-ს ენერგეტიკის სახელმწიფო დეპარტამენტის შეფასებით, 2030 წლისთვის ვირტუალური ელექტროსადგურების სიმძლავრის გასამმაგებით, შესაძლებელია ქვეყნის პიკური მოთხოვნის 10-20 პროცენტის უზრუნველყოფა.

ევროპაში ერთ-ერთი ყველაზე მსხვილი ვირტუალური ელექტროსადგურის ოპერირებას ახორციელებს Next Kraftwerke, გერმანული კომპანია, რომელიც 2021 წელს Shell-მა შეიძინა. ვირტუალური ელექტროსადგური კონტინენტზე რამდენიმე ქვეყანაში საქმიანობს და აერთიანებს ენერგიის ათასობით განაწილებულ რესურსს: ელექტროენერგიის მცირე მწარმოებლებს, შემნახველ სისტემებსა და მომხმარებლებს. კომპანიის პორტფელში ასევე შედის 1,25 მეგავატი სიმძლავრის ელექტროლიზის აპარატი, რომელიც სისტემაში არსებულ ჭარბ ენერგიას იყენებს „მწვანე“ წყალბადის საწარმოებლად. მიღებული წყალბადი გამოიყენება ბუნებრივ გაზთან შესარევად და მილსადენების მეშვეობით მომხმარებლებისთვის მისაწოდებლად.

ვირტუალურ ელექტროსადგურებს მნიშვნელოვანი პოტენციალი აქვს საქართველოშიც. 2024 წლის იანვრის მდგომარეობით, ქვეყანაში ოპერირებს 1,066 მიკროსიმძლავრის ელექტროსადგური, რომელთა ჯამური დადგმული სიმძლავრე 67 მეგავატია. ვირტუალურ ელექტროსადგურში აღნიშნული წარმოების სიმძლავრეების, ელექტროენერგიის შემნახველი სისტემებისა და მომხმარებლების გაერთიანებით, შესაძლებელია საბითუმო ბაზარზე როგორც ენერგიის, ისე – საბალანსო და დამხმარე მომსახურებების შეთავაზება. ვირტუალური ელექტროსადგურის მეშვეობით, შესაძლებელია, შემცირდეს პიკური მოთხოვნა და აუცილებელი საბალანსო სიმძლავრეები, ისევე, როგორც სათბურის გაზების ემისიები, რაც ხელს შეუწყობს საქართველოს კლიმატის სამიზნე მაჩვენებლების მიღწევას. ამასთანავე, ელექტრომობილების განვითარებასთან ერთად, შესაძლებელი იქნება მათი ბატარეების გამოყენება სისტემისთვის დამატებითი მომსახურების გასაწევად. ხელოვნური ინტელექტისა და ნივთების ინტერნეტის განვითარებასთან ერთად, მოსალოდნელია ვირტუალური ელექტროსადგურების მნიშვნელობის ზრდაც.

ვირტუალური ელექტროსადგურების კონცეფცია ხაზს უსვამს, რომ მდგრადი მომავლისთვის აუცილებელია სისტემის ყველა მონაწილის კოლაბორაცია. სიმძლავრე ერთობაშია – თითოეული გამომუშავებული ან/და დაზოგილი კილოვატის გაერთიანებით, შესაძლებელია, ხელი შევუწყოთ ელექტროსისტემის გამართულ და საიმედო ფუნქციონირებას“. S