Innovatiiviset mikrosähköverkot parantamaan energiajärjestelmien integraatiota ja tehokkuutta kaupunkialueilla

Odotettu tulos

Hankkeiden odotetaan edistävän kaikkia seuraavia tuloksia: Parantunut tietoisuus matalajännitteisten tasavirtamikroverkkojen (LVDC) potentiaalista tukea Euroopan vihreän kehityksen ohjelman ja puhtaan teollisuuden sopimuksen tavoitteita, mukaan lukien SET-suunnitelman ja aurinkoenergiastrategian määrittelemät tavoitteet. Lisääntynyt hyväksyntä LVDC-mikroverkoille Euroopassa, merkittävillä ja mitattavissa olevilla vaikutuksilla ihmisten ja rakennusten turvallisuuteen (erityisesti tasavirtavikojen osalta), energia- ja materiaalitehokkuuteen, uusiutuvien energialähteiden ja varastoinnin integrointiin sekä kysyntäjoustoihin, huipputehojen leikkaamiseen, toimintavarmuuteen sekä (soveltuvin osin) osoituskonseptin vakiintuminen siitä, miten LVDC-mikroverkot voivat mahdollistaa energiayhteisöjen energianjakamisen ja paikallisten uusiutuvien energialähteiden omakäytön lisäämisen. Lisääntynyt käyttöönotto eurooppalaisissa kaupungeissa, jota tukevat tekniset ohjeet LVDC-mikroverkkojen asennukseen sekä suositukset sääntelyn yhdenmukaistamiseksi eurooppalaisten, kansallisten, alueellisten ja paikallisten viranomaisten sekä sähköverkonhaltijoiden kesken. Lisääntynyt määrä sääntelyvaihtoehtoja ja standardeja, jotka tukevat EU:n teollisuuden johtajuutta LVDC-ratkaisujen toimituksessa, kilpailukyvyn kompassin ohjeiden mukaisesti innovaatioiden ja kasvun edistämiseksi.

Kohdealue

Suurin osa rakennusten sähkölaitteista toimii tasavirralla (DC): aurinkopaneelit, kiinteät ja sähköajoneuvojen akut, LED-valaistus, IT-laitteet, lämpöpumput ja muut laitteet. Niiden liittäminen rakennuksen sisällä olevaan LVDC-mikroverkkoon parantaisi merkittävästi energia- ja materiaalitehokkuutta (korvaamalla vaihtovirta-/tasavirtamuuntajat yksinkertaisemmilla tasavirtamuuntajilla) sekä optimoisi paikallisen sähkö- ja/tai lämpöenergian varastoinnin ja paikallisten uusiutuvien energialähteiden omakäytön, edistäisi vaihtovirtaverkkojen vakautta kysyntäjouston ja tukipalvelujen (mukaan lukien reaktiivisen tehon tuki) avulla sekä lisäisi toimintavarmuutta mahdollistamalla saarekeajon. LVDC-mikroverkon liitäntä vaihtovirtaverkkoon keskusmuuntajan kautta vaatisi merkittävästi pienemmän tehon kuin perinteinen vaihtovirtajärjestelmä, mikä vähentäisi kaupunkiverkon kuormitusta. LVDC-mikroverkko voitaisiin toteuttaa myös pienemmällä naapurustotasolla (esim. kadulla), mahdollisesti rinnakkain olemassa olevan vaihtovirtaverkon kanssa, mikä mahdollistaisi yhteisten energialähteiden tehokkaamman ja helpomman jakamisen sekä omakäytön energiayhteisössä. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi ehdotusten tulee käsitellä kaikkia seuraavia näkökohtia: kehittää innovatiivisia, turvallisia ja kestäviä LVDC-mikroverkkojen suunnittelumenetelmiä ja -työkaluja, jotka takaavat erityisesti verkon valvonnan, ohjauksen ja tasavirtavikojen turvallisen käsittelyn kohtuullisin kustannuksin; kehittää menetelmiä ja arvioida LVDC-mikroverkkojen elinkaarikustannuksia ja -hyötyjä (verrattuna perinteisiin vaihtovirtajärjestelmiin) sekä itse sovelluksen että koko energiajärjestelmän näkökulmasta (mukaan lukien vaikutukset vaihtovirtajakeluun, esimerkiksi harmonisten yliaaltojen aiheuttamat vaikutukset tai verkon vakauteen vaikuttavat tukipalvelut ja kysyntäjousto nykyisen ja seuraavan päivän aikana), teknisestä, ympäristöllisestä, taloudellisesta ja sosiaalisesta näkökulmasta (erityisesti haavoittuvien kuluttajien energiakustannuksiin). Demonstroida käytännössä LVDC-mikroverkko, joka liittää kaikki sähköiset sovellukset vähintään yhdessä asuin-, toimisto- tai liiketilassa tai yhdessä naapurustossa. Ehdotuksessa tulee jo olla mukana paikallisen sääntelykehyksen ja verkkosääntöjen tarkastelu sekä osoitus siitä, että LVDC-mikroverkon käytännön toteutus on mahdollinen paikallisessa kontekstissa (mahdollisesti ennalta sovitun sääntelyn joustavuuden tai ’innovaatiolaatikon’ kautta). Käytännön demonstraatioiden lisäksi LVDC-mikroverkon asennus on osoitettava virtuaalisesti muissa rakennustyypeissä, mukaan lukien vähintään yksi saneerattava rakennus, eri kaupunkien ja maiden ympäristöissä, mukaan lukien mahdollisuuksien mukaan vähintään yksi haavoittuva kaupunkialue, numeerisen simuloinnin avulla digitaalisten kaksosten avulla, tavoitteena arvioida sääntelyn toteutettavuus sekä elinkaarikustannukset ja -hyödyt (kuten ensimmäisessä kohdassa kuvattu) näissä eri ympäristöissä. Todellisten ja virtuaalisten demonstraatioiden kokonaismäärän tulee olla vähintään 3.

Mitä tämä tarkoittaa kaupungeille ja alueille

Kaupungit, kunnalliset energiayhtiöt, asuntotoimijat ja jakeluverkonhaltijat pilotoivat tasavirtamikroverkkoja julkisissa rakennuksissa, kaupunginosissa tai energiayhteisöissä. Aiheeton budjetti 20 miljoonaa euroa; odotetaan myönnettävän 3 apurahaa; noin 7 miljoonaa euroa per hanke. Hakuaika alkaa 9. helmikuuta 2027; päättyy 7. lokakuuta 2027. Kattoaurinkoenergian potentiaali satelliittikuvien ja Copernicus-ilmastotietojen avulla tukee paikan valintaa, aurinkosähkön tuotannon ennustamista sekä kunkin pilottihankkeen päästövaikutusten mittaamista.