Kako radi virtualna elektrana sa solarnim panelima i baterijom?

Sve veći broj kućanstava proizvodi električnu energiju pomoću solarnih panela i pohranjuje je u baterije; međutim, pojedinačno, ti mali sustavi imaju mali utjecaj na elektroenergetski sustav u cjelini. Virtualna elektrana (VPP) koristi softver za povezivanje brojnih distribuiranih generatora, jedinica za pohranu energije i potrošača, omogućujući im da djeluju kao jedna elektrana za mrežu. Prvo ćemo razjasniti koncepte koji stoje iza pojma VPP i objasniti zašto raste potreba za njom kako se širi proizvodnja obnovljive energije.

Zatim ćemo pogledati različite uređaje koji se mogu povezati na VPP, od solarnih panela i sustava za pohranu energije u baterijama do električnih automobila i toplinskih pumpi. Rad virtualne elektrane može se razložiti na četiri koraka: prikupljanje podataka, agregacija, optimizacija i kontrola; svaki od njih ćemo objasniti redom. Također ćemo objasniti ulogu agregatora, koji operateru sustava i energetskom tržištu nudi fleksibilnost portfelja.

U odjeljku s preporukama SOLARKIT-a raspravljat ćemo o tome zašto kombinacija solarnih panela i baterija pruža najveću fleksibilnost u virtualnoj elektrani. Članak završava kratkim odgovorima na najčešće postavljana pitanja kako biste brzo stekli uvid u temu.

Što je VPP sustav za upravljanje energijom?

VPP nije zgrada ili turbina, već softverski sloj za upravljanje. To je sustav za upravljanje energijom koji predviđa, agregira i zatim upravlja proizvodnjom, pohransom i potrošnjom mnogih malih uređaja u skladu s potrebama mreže ili tržišta. Stoga ga literatura opisuje kao informacijski i komunikacijski sustav, a ne kao fizičku elektranu. Njegova je glavna zadaća bolje iskoristiti obnovljivu proizvodnju i prodati dobivenu fleksibilnost na energetskom tržištu.

Što znači pojam "Virtualna elektrana"?

"Virtualna elektrana" prevodi se kao "virtualna elektrana". Pojam datira iz 1997. godine, kada je Shimon Awerbuch upotrijebio koncept "virtualne komunalne usluge" kako bi opisao kako se prednosti mnogih malih, distribuiranih izvora energije mogu iskoristiti unutar jedinstvenog sustava. Jedan od ranih, često citiranih pilot-projekata povezan je s Institutom Fraunhofer: 36 jedinica na vjetar, solarne energije, bioplina i kombinirane proizvodnje topline i električne energije upravljano je kao jedna elektrana, opskrbljujući električnom energijom 12.000 kućanstava 24 sata dnevno.

Izraz "virtualno" odnosi se na činjenicu da ne postoji jedinstvena lokacija, dimnjak ili turbina. Uređaji su raspršeni i obično rade iza brojila potrošača; često su u vlasništvu privatnih osoba ili tvrtki te su povezani softverom u oblaku. Izraz "elektrana" pak ukazuje na to da se ta flota ponaša kao jedinstveni resurs u odnosu na mrežu i pruža usluge koje su prethodno isporučivale konvencionalne elektrane.

Ukratko, VPP označava softversku koordinaciju distribuiranih energetskih resursa (DER). To uključuje sustave solarnih panela, kućne i industrijske baterije, električne automobile i upravljive potrošače.

Nisu svi VPP-ovi isti. Prema tehničkoj klasifikaciji, najjednostavniji oblik je program pružatelja usluga u kojem pojedinačni uređaji zasebno odgovaraju na signale mreže. Na naprednijoj razini, uređaji odgovaraju kao flota, djelujući kao jedinstvena cjelina. Na najvišoj razini, flota također sudjeluje na veleprodajnom tržištu energije, djelujući u koordinaciji s lokalnom distribucijskom mrežom.

Što je virtualna elektrana i zašto je potrebna?

Ako bih trebao odgovoriti u jednoj rečenici što je virtualna elektrana: to je mnogo malih generatora, skladišnih jedinica i potrošača, povezanih softverom kako bi tvorili veliki, kontrolirani resurs. Drugi dio pitanja – naime, zašto je potrebna? – proizlazi iz širenja obnovljivih izvora energije.

Izbacivanje energije solarnih panela i vjetroturbina ovisi o vremenskim uvjetima. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju (IEA), u scenariju u skladu s nacionalnim klimatskim ciljevima, potreba elektroenergetskog sustava za fleksibilnošću udvostručit će se između 2022. i 2030. godine. U međuvremenu, postupno ukidanje konvencionalnih elektrana, koje su lako kontrolirane, smanjit će inerciju sustava i njegov pouzdani regulatorni kapacitet.

Distribuirane proizvodne jedinice pojedinačno su premale da bi ih operater sustava mogao otkriti i iskoristiti. Upravo to rješava virtualna elektrana (VPP): čini ih vidljivima i kontrolirivima, što znači da značajan dio fleksibilnosti mreže može potjecati od kućanstava i poslovnih prostora. Budući da se ta sredstva nalaze tamo gdje se električna energija stvarno troši, VPP također smanjuje opterećenje prenatrpanog prijenosnog sustava.

Analiza Ministarstva energetike SAD-a (DOE) pokazuje da to nije samo teorijski koncept. Prema toj analizi, većina kapaciteta VPP-a danas radi unutar programa za odgovor na potražnju. Trostruko povećanje te snage do 2030. godine moglo bi pokriti 10 – 20 posto vršne potrošnje i godišnje uštedjeti otprilike 10 milijardi dolara na troškovima mreže. Ista je analiza zaključila da VPP koji se sastoji od baterija iza brojila i punionica za električna vozila pruža vršnu snagu po otprilike polovici neto troška velikog baterijskog postrojenja ili plinskog vršnog elektrana.

Koje vrste opreme mogu biti priključene na VPP?

Gotovo svaki uređaj koji na kontroliran način generira, pohranjuje ili troši energiju može se povezati na VPP, pod uvjetom da se može daljinski mjeriti i kontrolirati. Vrijedi razlikovati dvije skupine: jedna može samo smanjiti vlastitu potrošnju, dok je druga također sposobna aktivno dovoditi energiju u mrežu. Kućna baterija zauzima posebno mjesto jer je pogodna za obje uloge. Popis se proteže od kućnih solarnih panela pa sve do industrijskih procesa.

Solarni sustav kao virtualna elektrana s pohranom energije

Solarni paneli najrašireniji su izvor distribuirane energije; međutim, njihov je učinak ovisan o vremenu, pa se na njih ne može osloniti na isti način kao na elektranu koju se može uključiti prema rasporedu. Next Kraftwerke, jedan od najvećih europskih operatera VPP-a, također upozorava da, iako je takvo napajanje mjerljivo i predvidljivo, priroda proizvodnje čini sudjelovanje na tržištima fleksibilnosti gotovo nemogućim.

Pametni inverter omogućuje praćenje proizvodnje, programiranje i, ako je potrebno, daljinsko ograničavanje. To je regulacija prema dolje: solarni panel može smanjiti ulaznu energiju, ali je ne može povećati. To može biti korisno kada postoji prekomjerna opskrba mreže, ali samo po sebi nije dovoljno za zadovoljavanje vršne potražnje.

Stoga je virtualna elektrana (VPP) sa solarnim panelima doista vrijedna samo ako uključuje skladištenje energije. Prema tehničkom sažetku, sustav solarnih panela prvenstveno služi kućanstvu; baterija dodaje fleksibilnost; a VPP, kao treći sloj, koordinira rad mnogih takvih kućanstava.

Skladištenje također smanjuje gubitke. Na mjestima gdje mnogi solarni paneli vraćaju električnu energiju u niskonaponsku mrežu, napon raste i pretvarači su prisiljeni ograničiti proizvodnju. Prema jednoj studiji, s pametnim pretvaračima i optimalno dimenzioniranom baterijom, ovo prisilno smanjenje izlaza i posljedični financijski gubitak mogu se smanjiti za 47 posto. Solarna virtualna elektrana stoga iskorištava solarnu energiju koja bi se prethodno izgubila, dok sustav za pohranu energije virtualne elektrane pretvara višak proizveden tijekom dana u rezervu za večer.

Pohrana energije na baterije

Baterija je najsvestranija komponenta virtualne elektrane jer može djelovati i kao potrošač i kao proizvođač: puni se tijekom razdoblja prekomjerne proizvodnje, a pražni tijekom vršnih sati. Virtualna elektrana temeljena na baterijskom skladištu može brže prilagoditi svoju proizvodnju od termoelektrana, što je posebno vrijedno na mreži gdje dolazi do brzih promjena opterećenja. Zato industrijski izvori smatraju sustav za pohranu energije okosnicom virtualnih elektrana: bez njega, VPP-u bi nedostajala brza odzivnost potrebna za reakciju na promjenjive uvjete na mreži.

Bezskladištenja energije, VPP bi uglavnom bio sposoban samo za smanjenje potrošnje. Međutim, virtualna elektrana s baterijom može energiju vraćati i u mrežu. Na primjer, u zajedničkom programu koji provode Ava Community Energy i Sunrun, 1200 stambenih korisnika prima fiksnu naknadu za dopuštanje pražnjenja svojih baterija tijekom večernjeg vršnog opterećenja radnim danom.

U međuvremenu, interesi vlasnika nisu ugroženi. Prema sažetku tvrtke Aurora Solar, većina programa prema zadanim postavkama zadržava razinu napunjenosti od oko 20 posto za kućanstvo; u slučaju nestanka struje sustav se automatski prebacuje na opskrbu doma i više ne podržava mrežu. Da bismo upotpunili sliku, treba napomenuti da svako povlačenje predstavlja dodatni ciklus punjenja i pražnjenja, što postupno ubrzava starenje sustava za pohranu energije u baterijama.

Osim kućanskih jedinica, veći BESS sustavi industrijskog ili mrežnog razmjera također mogu činiti dio portfelja. Isti softver stoga može upravljati i kućanskom jedinicom za pohranu energije i velikom flotom skladišta, dok se mreži sve to prikazuje kao jedan resurs.

Električni automobili i punjači za električna vozila

Električni automobil većinu vremena provodi nepomično: prema analizi tvrtke gridX, parkiran je otprilike 95 posto vremena. Ako je priključen na punjač dok je parkiran, njegova baterija postaje fleksibilan resurs.

Najčešći oblik danas je jednostrano pametno punjenje (V1G). U tom slučaju punjač prilagođava snagu i vrijeme punjenja kako bi odgovarao proizvodnji ili opterećenju mreže, na primjer, tijekom vršne proizvodnje iz solarnih izvora ili tijekom sati s nižom potražnjom. Prema Međunarodnoj agenciji za energiju, pametno punjenje smanjuje vršnu potražnju i također minimizira potrebu za ograničavanjem proizvodnje iz obnovljivih izvora. Međutim, ta je fleksibilnost ograničena jer ovisi o razini napunjenosti baterije prilikom dolaska i o tome kada vlasnik treba željeni domet. Pametno punjenje također se može prilagoditi tarifama ovisno o vremenu korištenja, što vlasniku omogućuje punjenje tijekom najjeftinijih sati. Kod brzog punjenja, međutim, gotovo da nema fleksibilnosti jer je cilj napuniti se što je brže moguće.

Sljedeći je korak dvosmjerno punjenje (V2G), pri kojem automobil vraća električnu energiju u mrežu. IEA smatra da je potencijal u tome izvanredan: prema studiji iz San Francisca, do 2050. V2G bi mogao spriječiti tri četvrtine preopterećenja transformatora u usporedbi s nereguliranim punjenjem i polovicu u usporedbi s jednostranim pametnim punjenjem.

Međutim, nedostatak standardizacije i regulacije i dalje usporava usvajanje dvosmjernog punjenja. Posljedično, u većini virtualnih elektrana punjači za električna vozila trenutno sudjeluju prvenstveno kao kontroliriva opterećenja: ne vraćaju energiju u mrežu, već svojim tempiranjem punjenja značajno rasterećuju mrežu.

Toplinske pumpe i druga kontrolirana opterećenja

Na prvi pogled toplinska pumpa je jednostavan potrošač; iz perspektive VPP-a, međutim, ona također djeluje kao uređaj za pohranu energije. Prema pregledu literature, toplinska masa zgrade može pohranjivati energiju u obliku topline, što znači da sama zgrada funkcionira kao virtualna baterija: unutarnja temperatura odgovara razini punjenja unutar ugodnog raspona, dok toplinska masa odgovara kapacitetu.

U praksi to znači da toplinska pumpa prethodno zagrijava ili rashlađuje zgradu tijekom razdoblja obilne proizvodnje obnovljive energije, dok smanjuje svoj rad u vršnim satima, pritom održavajući ugodan unutarnji ambijent. Zgrade s visokom toplinskom masom duže zadržavaju ugodnu unutarnju temperaturu čak i kada se mijenjaju vanjski uvjeti, pa kratkotrajno smanjenje izlaza toplinske pumpe prolazi gotovo neprimijećeno. S akumulacijskim spremnikom ili spremnikom za toplu vodu, mogućnosti manevra dodatno se povećavaju jer se proizvodnja topline s vremenom odvojila od potrošnje električne energije. Prema nedavnoj studiji, ta je sposobnost najsnažnija kada se kombinira sa solarnim panelima, baterijom i spremnikom za pohranu topline.

To nije samo teorijska mogućnost. U sklopu razvojnog projekta financiranog od strane Ministarstva energetike SAD-a, u tijeku je izrada prototipa toplinske pumpe integrirane s spremnikom toplinske energije, dizajniranog za rad tri sata s vršnom potražnjom za 20 posto manjom od one kod konvencionalne toplinske pumpe zrak-zrak.

Ista logika vrijedi i za druge uređaje s akumulacijom topline, kao što su bojleri, električni radijatori i rashladne jedinice. Međutim, stupanj fleksibilnosti razlikuje se od zgrade do zgrade, jer potencijal koji nudi masa akumulatora topline uvelike ovisi o vrsti zgrade.

Kako VPP-ovi funkcioniraju i industrijski potrošači

Industrijski i komercijalni potrošači čine jedan od najdugovječnijih stupova virtualnih elektrana. Prema sažetku Svjetskog ekonomskog foruma, sudionici u VPP-ovima uključuju velike potrošače, kao što su tvornice, čiji se vlasnici obvezuju smanjiti svoju potrošnju tijekom razdoblja visoke potražnje.

Rad VPP sustava ovdje temelji se na rasporedu procesa. Prema vodiču za planiranje tvrtke Next Kraftwerke, procesi poput mljevenja i taljenja, pumpi za dovod, procesa hlađenja, grijanja i sušenja, podatkovnih centara i tehnologija power-to-X mogu se učiniti fleksibilnima, dok su hitni izvori napajanja i postrojenja za pohranu energije posebno pogodni za integraciju u virtualnu elektranu.

Prednosti dolaze s dvije strane. Energetski intenzivni procesi mogu se premjestiti na jeftinije sate izvan vršnog opterećenja, dok fleksibilnost koju se nudi mreži generira prihod, koji operater dijeli s vlasnikom imovine. Prema Next Kraftwerkeu, fleksibilnost na strani potrošača, poput smanjenja vršne potrošnje, vrlo je tražena usluga koju mogu kupiti i operateri prijenosnog i distribucijskog sustava.

Postoje i stvarna ograničenja. Prema nedavnom pregledu literature, tehnološka ograničenja prekidivih industrijskih opterećenja dopuštaju samo kratke i rijetke prozore za raspodjelu. Ista je studija također pokazala da, ako se ta opterećenja kombiniraju s baterijskim skladištem, portfelj već može ispuniti zahtjeve za usluge brze frekvencijske rezerve. Skladišni sustav pokriva brze, kratkotrajne pozive, dok se proizvodni proces prilagođava samo kada je to tehnički izvedivo.

Kako funkcionira VPP (Virtualna elektrana)

Najlakši način da se shvati kako VPP radi u praksi jest promisliti o njemu kao o procesu. Softver sastavlja cjelokupnu sliku na temelju podataka primljenih od uređaja, iz toga izračunava optimalni raspored, a zatim uređajima šalje naredbe natrag. Rad virtualne elektrane stoga se može razložiti na četiri neprekidno ponavljajuća koraka, koji su prisutni u svim vremenskim okvirima, od planiranja za sljedeći dan do intervencije u stvarnom vremenu. Proći ćemo ih u nastavku.

Prikupljanje podataka

Sve počinje mjerenjima. VPP mora neprestano znati koliko snage solarni paneli proizvode, kakva je razina napunjenosti baterije, je li električni automobil priključen i kolika je potrošnja na lokaciji. Ove podatke osiguravaju inverteri, upravljači baterija, pametna brojila i pristupne točke na lokaciji.

Prema izvješću Instituta Rocky Mountain (RMI) o mjerenjima VPP-a, kvalitetu podataka određuju neki ključni čimbenici: latencija, rezolucija (na primjer, podaci u intervalima od 15 minuta ili 2 sekunde) i komuniciraju li uređaji putem standardiziranog protokola. Nedostajuće vrijednosti ili vrijednosti izvan raspona zahtijevaju posebnu pažnju. Prema RMI-ju, točne i redovito prenosene podatke jedan je od preduvjeta za zreliji VPP.

Proizvođači koriste širok raspon "jezičnih" standarda, zbog čega standardi igraju ključnu ulogu. Na lokalnoj razini, pretvarači obično prenose podatke putem SunSpec Modbus protokola, dok su se standardi IEEE 2030.5 i OpenADR raširili za komunikaciju s oblakom i operaterima mreže. Prema sažetku saveza OpenADR, ta se dva standarda nadopunjuju: OpenADR je izvrstan za široku distribuciju signala, dok se IEEE 2030.5 ističe u detaljnoj kontroli i nadzoru statusa. Što više uređaja bude usklađeno s tim standardima, to postaje jeftinije i s manjim rizikom od pogrešaka integrirati nove proizvode i modele.

Praktična pouka: ako u budućnosti razmišljate o VPP-u, isplati se odabrati inverter i sustav za pohranu energije koji nude otvoreno, dokumentirano komunikacijsko sučelje.

Aggregacija

Tijekom agregacije softver kombinira podatke s mnogih pojedinačnih uređaja kako bi stvorio jedinstveni, za tržište spremni resurs. To je nužno jer je kućna jedinica za pohranu energije premala za izravnu trgovinu: na veleprodajnim tržištima i tržištima usluga na razini sustava minimalna veličina ponude obično je nekoliko megavata. Američki primjer dobro ilustrira razmjere: sudjelovanje u programu odgovora na potražnju tvrtke Consolidated Edison zahtijeva obvezu od 50 kW, što je općenito nedostižno za jedno kućanstvo.

VPP to rješava tako što se individualna fleksibilnost resursa objedinjuje u jedan zajednički fond, koji opisuje kontrolni kapacitet cijele flote, te se to podnosi kao ponuda. S gledišta tržišta, agregirani portfelj se stoga ponaša kao jedan veliki resurs, dok vlasnici dobivaju pristup prihodima koji bi im pojedinačno bili nedostupni. U Kaliforniji, na primjer, sustavni operater (CAISO) od 2015. omogućuje da se sredstva manja od 1 MW svako kombiniraju u okviru zasebnog modela sudjelovanja kako bi se dostigao prag od 0,5 MW potreban za ulazak na tržište.

Matematikom to nije jednostavan zadatak. Zbog različito profila rada različitih vrsta uređaja – kao što su baterije, toplinske pumpe i punjači za električna vozila – općenito nije izvedivo precizno izračunati kombinirani raspon fleksibilnosti; stoga softver koristi aproksimacijske metode. S homogeno portfeljem sredstava – poput agregacije sustava za pohranu energije baterija – ove metode rade s dobrom točnošću; međutim, s mješovitim portfeljem mogu dati pretjerano konzervativne rezultate, ostavljajući dio fleksibilnosti neiskorištenim.

Optimizacija

U središtu VPP-a nalazi se sustav za upravljanje energijom u oblaku koji, na temelju cjelokupne slike, odlučuje što flota treba raditi i kada. Za to su mu potrebne prognoze potrošnje, tržišnih cijena i proizvodnje iz obnovljivih izvora. Prema izvješću u časopisu IEEE Spectrum, mnogi VPP-ovi sada koriste strojevo učenje za predviđanje fleksibilnosti potrošnje, izlaza solarnih panela i baterija, ponašanja korisnika i događaja opterećenja mreže.

Proces planiranja je višeslojan. Na temelju prognoze, operater podnosi ponudu na tržištu za sljedeći dan; tijekom dana ponovno planira na temelju ažurnijih podataka; a u stvarnom vremenu ispravlja stvarna odstupanja. Što je kraći horizont predviđanja, to je manja pogreška; stoga tržište unutar dana pruža operateru priliku za ispravke na temelju točnije prognoze čak i prije isporuke. Razlika između ugovorene i stvarne proizvodnje mora se poravnati u obliku energije, što može biti skupo. Prema jednoj studiji, preplaniranje može smanjiti tu razliku do 90 posto, ovisno o sezoni i strategiji.

Optimizacija istovremeno služi nekoliko ciljeva: maksimiziranje prihoda, minimiziranje troškova i osiguravanje pouzdanih performansi. Ovo posljednje je posebno važno jer tržišta usluga na razini sustava imaju stroge zahtjeve pouzdanosti, a neispunjavanje istih može rezultirati kaznama ili isključenjem s tržišta. Dobro upravljanje energijom VPP-a stoga uzima u obzir nesigurnost prognoza kako bi se izbjeglo prekomjerno ponuđivanje.

Upravljanje

U završnom koraku odluka se pretvara u fizičku radnju. Operater VPP-a aktivira pojedinačne uređaje u stvarnom vremenu koristeći automatske upravljačke signale kako bi ispunio svoje tržišne obveze. Softver raspoređuje agregiranu ponudu na razini uređaja: koliko se baterija treba isprazniti i koliko dugo svaka toplinska pumpa treba obustaviti rad. U literaturi se taj korak naziva disaggregacija: agregirani upravljački signal mora se raspodijeliti među članovima flote.

Signal rijetko ide izravno na opremu. Obično ga prima EMS sustav na lokaciji ili gateway, koji ga prevodi na vlastiti jezik invertera ili punjača. Time je moguće, na primjer, postaviti ograničenje uvoda u mrežu, pokrenuti rad na strani potražnje ili dohvatiti telemetrijske podatke. Prema priručniku za obuku VPP-a, tijekom razdoblja opterećenja mreže operater šalje jedan signal, a do nekoliko tisuća uređaja odgovara unutar nekoliko sekundi ili minuta.

Vlasnik zadržava kontrolu tijekom cijelog procesa. Programi obično omogućuju premošćivanje postavki od strane korisnika; VPP ne može premašiti postavljeni minimalni razinu punjenja, a u slučaju nestanka struje, opskrba doma ima prednost.

Kontrola je također pitanje sigurnosti. Prema pregledu kibernetičke sigurnosti, od uobičajenih DER protokola, IEEE 2030.5 razvijen je od samog početka s strogim zahtjevima za šifriranje; u slučaju Modbusa i DNP3, međutim, identificirano je nekoliko ranjivosti, a samo najnovije verzije su u skladu s modernim sigurnosnim standardima. Stoga se pouzdani VPP temelji na šifriranoj i provjerenoj komunikaciji.

Koja je uloga agregatora u VPP-u?

Virtualna elektrana je tehnički sustav, dok je agregator sudionik na tržištu koji upravlja tim sustavom i trguje u ime flote. Prema definiciji IRENA-e, agregatori su novi sudionici na tržištu koji optimiziraju korištenje raspodijeljenih energetskih resursa i stavljaju ih na tržište kao jedinstvenu cjelinu, virtualnu elektranu. Stoga se u literaturi ta dva pojma često koriste naizmjenično. Pojam "energetski agregator" odnosi se na istu vrstu sudionika.

Što točno radi energetski agregator?

Ako pitate što radi energetski agregator, najsažetiji odgovor daje pravo EU. Prema Direktivi 2019/944/EU, agregacija je aktivnost kojom fizička ili pravna osoba objedinjuje potražnju ili proizvodnju električne energije više potrošača radi njezine prodaje, kupnje ili prodaje na dražbi na bilo kojem tržištu električne energije.

U praksi to uključuje niz zadataka. Prema sažetku IRENA-e, agregator predviđa i prodaje proizvodnju sredstava, raspoređuje ih u skladu s intradnevnim tržištem, pruža usluge izjednačavanja operaterima prijenosnog sustava, a gdje tržište postoji, i operaterima distribucijskog sustava. Aggregirana flota također može zamijeniti neke od elektrana za snabdijevanje vršnim opterećenjem i izravnati nagle promjene opterećenja uzrokovane brzim fluktuacijama u proizvodnji iz obnovljivih izvora. Obavlja upravljanje energijom u ime vlasnika, što može dovesti do ušteda na računima za energiju, te prihode dijeli s sudionicima.

Belgijska analiza ilustrira vrijednost toga: reguliranjem potražnje 40.000 kućanskih toplinskih pumpi može se osigurati 100 MW rezerve za povećanje potražnje po cijeni od 0 do 14 eura po megavatsati, u usporedbi s povijesnom cijenom od 32 eura za konvencionalne rezerve.

Direktiva također izričito spominje neovisne agregatore, koji nisu povezani s dobavljačem električne energije kupca. Potrošači mogu sklopiti ugovor o agregaciji s takvim agregatorom bez pristanka svog dobavljača, a Direktiva izričito zahtijeva da kupci dobiju pravičnu udjelu u koristima koje proizlaze iz te aktivnosti. Države članice same su odgovorne za izradu detaljnih pravila, stoga se uvjeti mogu razlikovati od zemlje do zemlje.

Preporuka SOLARKIT-a: agregacija solarnih panela i baterija učinkovita je unutar VPP-a

U ovom odjeljku možete pročitati našu preporuku. Budući da SOLARKIT prodaje sustave za pohranu energije, naš smo argument namjerno temeljili na neovisnim izvorima. Ukratko: kombinacija solarnih panela i baterija učinkovita je u VPP-u jer solarni paneli osiguravaju energiju, dok baterije osiguravaju kontrolabilnost. Zajedno mogu i povećati i smanjiti proizvodnju, što nijedan od njih ne može samostalno postići. Sljedeća dva odjeljka to pokazuju u praksi.

Fleksibilnost mreže: pohrana viška solarne proizvodnje

Solarna proizvodnja i potrošnja rijetko se podudaraju. Prema izvješću Agencije Europske unije za suradnju energetskih regulatora (ACER) iz 2026. godine, širenje solarne energije produbljuje takozvanu "krivulju patke": sve je više sati s negativnim cijenama usred dana, dok su vrhunci cijena ujutro i navečer oštriji. U jednom primjeru iz Njemačke, 1. svibnja 2025., nakon podnevnog pada, večernja cijena skočila je na više od 400 eura/MWh.

Prema analizi tvrtke Montel Analytics, porast negativnih cijena potaknut je rekordnim razinama proizvodnje solarne energije, kao i nedostatkom skladišnih kapaciteta i fleksibilne potrošnje. Do kraja listopada 2025. zabilježeno je više od 500 sati negativnih cijena u jednoj od švedskih cjenovnih zona, kao i u Nizozemskoj, Njemačkoj, Španjolskoj, Belgiji i Francuskoj. Prema nedavnoj analizi koja je ispitivala proljetno razdoblje, 46,8 posto solarne proizvodnje u Njemačkoj već se dogodilo tijekom sati s negativnim cijenama.

Tu na scenu stupa baterija. Ako višak energije usred dana umjesto u mrežu pohranite u bateriju, ne prodajete je po sniženoj cijeni, a mreža se rasterećuje. U VPP-u se sve to događa koordinirano, istovremeno u mnogim domovima, i to je prava fleksibilnost mreže.

Pri odabiru opreme, komunikacijske mogućnosti su ključne. Prema proizvođaču, više od 17.000 sustava iz europske serije energetskih akumulacijskih jedinica PowerOcean tvrtke EcoFlow u pogonu je diljem Europe, a kontrolira ih vlastiti softver tvrtke za kućno upravljanje energijom (HEMS). Proizvođač navodi da se podobnost za sudjelovanje u VPP-u razlikuje ovisno o regiji i dobavljaču, stoga se isplati provjeriti unaprijed.

Ubrizgavanje energije natrag u mrežu tijekom vršne potražnje

Prava vrijednost sustava za pohranu energije postaje očita navečer, kada solarni paneli više ne proizvode električnu energiju, ali je potrošnja i cijene na vrhuncu. U takvim trenucima virtualna elektrana koristi solarnu energiju pohranjenu u baterijama za napajanje kućanstva ili je uvodi u mrežu, čime se zamjenjuju neke od skupih elektrana za vršnu opterećenost.

To funkcionira i u praksi. Prema navodima proizvođača, energetski sustavi za pohranu tvrtke FoxEss već rade s četiri pružatelja VPP-a i devet operatera distribucijskih mreža u Australiji, dok se u Ujedinjenom Kraljevstvu mogu povezati s VPP-om tvrtke Axle Energy. Prema Axleovom opisu, sustav obično ispušta energiju 4–8 puta mjesečno, dok vlasnik putem aplikacije zadržava punu kontrolu nad baterijom.

Na industrijskim i komercijalnim lokacijama smanjenje vršnog opterećenja može se isplatiti. Tamo gdje tarifa ovisi o najvišoj izmjerenoj snazi, baterija održava potrošnju iz mreže ispod određenog praga, čime se smanjuje naknada za snagu. Prema američkoj grupaciji Clean Energy Group, solarni paneli sami po sebi rijetko učinkovito smanjuju vršnu potražnju, dok je baterija u potpunosti kontrolirana i stoga posebno pogodna za taj zadatak. O tome smo detaljno pisali u našem članku pod naslovom " Smanjenje vršne potražnje s energetskim skladištem ".

Naša preporuka: ne tražite mogućnost VPP-a naknadno. Od faze projektiranja odaberite hibridni inverter i sustav za pohranu energije koji nudi standardno, otvoreno sučelje za komunikaciju i provjerite uvjete jamstva pod kojima proizvođač dopušta vanjsku kontrolu.

Često postavljana pitanja o sustavima virtualne elektrane

Koja je uloga EMS sustava u virtualnoj elektrani?

EMS, odnosno sustav za upravljanje energijom na lokaciji, nadzire, upravlja i optimizira solarne panele, bateriju i opterećenja kuće ili lokacije kao jedinstveni integrirani sustav. U virtualnoj elektrani primaju se signali s VPP platforme i izvršavaju uz pridržavanje lokalnih ograničenja, kao što je postavljena minimalna razina napunjenosti.

VPP i BESS sustavi: koja je razlika?

BESS je fizički uređaj – odnosno, sustav za pohranu energije u baterijama – dok je VPP softverski sustav za koordinaciju koji upravlja mnogim različitim uređajima kao jednim resursom. Sustav BESS može biti dio VPP-a; stoga VPP i BESS nisu međusobne alternative: sustav za pohranu je hardver, dok je virtualna elektrana sloj koji koordinira mnoge takve sustave za pohranu i iznosi ih na tržište.

Koja je razlika između VPP-a i mikromreže?

Mikromreža djeluje unutar fiksnih granica i može se odspojiti od mreže kako bi radila u otočnom načinu rada, čime nastavlja opskrbljivati svoje potrošače čak i tijekom nestanka struje. VPP, naprotiv, ostaje priključen na mrežu, objedinjuje uređaje rasprostranjene na velikom području i prvenstveno služi mreži i tržištu.

Umanjuje li sudjelovanje u VPP-u vijek trajanja baterije?

Svaki događaj odgovora na potražnju predstavlja dodatni ciklus punjenja i pražnjenja, no utjecaj ovisi uglavnom o načinu korištenja baterije: šteta je prvenstveno uzrokovana dubokim pražnjenjima i nepovoljnim temperaturama, dok plitki, dobro regulirani ciklusi uzrokuju znatno manje štete. Vrijedi provjeriti održava li program minimalnu razinu napunjenosti i što proizvođačka garancija navodi o vanjskoj kontroli.

Što mi je potrebno da spojim svoj solarni sustav na VPP?

Trebat će vam inverter i baterija koju je moguće daljinski kontrolirati i koja pruža podatke u stvarnom vremenu, kao i dostupna VPP shema u vašem području. U EU, prema Direktivi 2019/944/EU, možete sklopiti ugovor o agregaciji i zatražiti ugradnju pametnog brojila bez pristanka vašeg opskrbljivača.