Off-grid – własne źródła energii

Wyspowe źródło energii (off-grid) to instalacja, która może działać całkowicie niezależnie od zewnętrznej sieci energetycznej. Oznacza to, że budynek lub infrastruktura zasilana przez taki system nie wymaga podłączenia do krajowej sieci elektroenergetycznej – całość potrzebnej energii jest produkowana lokalnie.

System wyspowy może być oparty na różnych technologiach wytwórczych, najczęściej wykorzystuje się w połączeniu:

• fotowoltaikę (PV),
• układy kogeneracyjne,
• turbiny wiatrowe,
• biogazownie,
• agregaty prądotwórcze (jako źródła rezerwowe),
• a także magazyny energii, najczęściej w postaci akumulatorów litowo-jonowych.

Najważniejszą cechą systemu off-grid jest samowystarczalność energetyczna. W przeciwieństwie do klasycznych instalacji prosumenckich (on-grid), system wyspowy nie przekazuje nadwyżek energii do sieci publicznej i nie pobiera z niej energii w razie deficytu. Oznacza to, że najważniejszym elementem planowania każdej instalacji wyspowej jest bilans energetyczny – trzeba tak zaprojektować system, aby produkcja i magazynowanie energii pokrywały zapotrzebowanie obiektu w każdej minucie.

Charakterystyczne dla systemów off-grid jest również to, że nie wymagają one zawierania umowy z operatorem sieci, co eliminuje koszty przesyłu i opłaty stałe. Wyróżniają się wysokim poziomem niezależności – działają również w przypadku awarii sieci energetycznej – oraz wymagają precyzyjnego zarządzania energią, obejmującego monitorowanie produkcji, zużycia i stanu magazynów.

Niezależność energetyczna to jedna z największych zalet systemów wyspowych. W sytuacjach takich jak:

• awarie sieci spowodowane ekstremalnymi warunkami pogodowymi,
• planowane wyłączenia,
• celowe odłączenia w ramach ograniczeń mocy,
• kryzysy energetyczne lub polityczne,

instalacje off-grid pozwalają zachować pełną funkcjonalność zakładu, gospodarstwa czy infrastruktury krytycznej. To szczególnie istotne dla np. gospodarstw rolnych z produkcją uzależnioną od ciągłego zasilania, zakładów przemysłowych działających w trybie ciągłym, obiektów oddalonych od sieci (schroniska, stacje badawcze, budynki sezonowe). Niezależność oznacza większe bezpieczeństwo – zarówno dla działalności gospodarczej, jak i dla użytkowników indywidualnych.

Przygotowanie systemu off-grid wymaga dokładnego i wieloetapowego planowania. Proces zaczyna się od analizy zapotrzebowania na energię – konieczne jest określenie, ile energii zużywa obiekt w ciągu doby, tygodnia, sezonu i całego roku. Należy wziąć pod uwagę zarówno chwilowe zapotrzebowanie na moc (kW), jak i całkowite zużycie energii (kWh), a także zmienność w czasie, np. większe zużycie zimą z powodu ogrzewania czy latem w wyniku działania klimatyzacji. Dzięki temu możliwe będzie odpowiednie dobranie mocy systemu oraz wstępne określenie rodzaju lub kombinacji źródeł energii, które najlepiej odpowiadają na potrzeby obiektu.

Po wyborze rodzaju źródła energii, ważnym etapem jest zaprojektowanie systemu magazynowania energii. Akumulatory należy dobrać w taki sposób, aby pokrywały szczytowe zapotrzebowanie, a w przypadku OZE, uzależnionych od warunków atmosferycznych, odpowiedni czas podtrzymania kluczowych procesów. Dla zwiększenia niezawodności całego układu warto również przewidzieć źródło rezerwowe – na przykład agregat prądotwórczy zasilany olejem napędowym lub biopaliwem, który uruchamia się automatycznie w sytuacjach kryzysowych.

Dywersyfikacja to istotny aspekt każdego systemu off-grid. Polega na wykorzystaniu kilku różnych źródeł energii, co pozwala zwiększyć bezpieczeństwo dostaw i stabilność systemu. Zróżnicowanie źródeł sprawia, że system jest mniej podatny na czynniki zewnętrzne, np. brak słońca lub ciszę wiatrową.

Jednym z własnych źródeł zasilania, które mogą działać wyspowo, jest kogeneracja, czyli jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła użytkowego w ramach jednego procesu technologicznego. Kogeneracyjne układy gazowe lub biogazowe sprawdzają się zwłaszcza tam, gdzie poza zapotrzebowaniem na energię elektryczną występuje też stałe zapotrzebowanie na energię cieplną – np. w zakładach przemysłowych, przetwórstwie rolno-spożywczym, gospodarstwach rolnych czy obiektach usługowych. Ich dużą zaletą jest stabilność – w przeciwieństwie do OZE nie są one uzależnione od warunków atmosferycznych, dzięki czemu mogą stanowić bazowe źródło zasilania dla systemu off-grid. Kogeneracja wpisuje się także w ideę efektywności energetycznej, pozwalając na maksymalne wykorzystanie energii pierwotnej i ograniczenie strat przesyłowych.

Co dają własne źródła energii?

Posiadanie własnych źródeł zasilania to nie tylko niezależność, ale także większa kontrola nad całym systemem energetycznym obiektu. Przede wszystkim pozwala uniezależnić się od niestabilności systemu elektroenergetycznego i kosztów zakupu energii z sieci. Użytkownik zyskuje możliwość optymalizacji zużycia energii, świadomego zarządzania obciążeniem, a w wielu przypadkach również redukcji emisji CO₂, jeśli instalacja oparta jest na odnawialnych źródłach energii lub biogazie. Własne źródła zasilania zwiększają również odporność infrastruktury na zakłócenia zewnętrzne – awarie, ograniczenia mocy czy blackouty – zapewniając ciągłość produkcji, bezpieczeństwo procesów technologicznych i duże oszczędności finansowe, szczególnie gdy pod uwagę brane jest uniknięcie kosztownych przestojów.