Raporty

Jakość energii w gospodarstwach rolnych

Rynek energii elektrycznej w Polsce jest zliberalizowany, co oznacza, że każdy odbiorca energii elektrycznej może swobodnie wybierać jej dostawcę. Przy wyborze dostawcy użytkownik energii elektrycznej powinien kierować się nie tylko ceną zaopatrzenia w energię (pochodna ceny energii, kosztów dystrybucji dystrybucyjnych i innych opłat), ale również możliwą do zapewnienia przez dystrybutora jakością jej dostaw.

logo NFOSiGW

Raport powstał dzięki dofinansowaniu Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Za jego treść odpowiada wyłącznie Polski Klub Ekologiczny Okręg Mazowiecki.

Na jakość dostaw energii elektrycznej, będącej zbiorem parametrów opisujących właściwości procesu dostarczania energii do użytkownika w normalnych warunkach pracy, składają się: wysokość napięcia i częstotliwość (utożsamiane z jakością energii elektrycznej), niezawodność (ciągłość) zasilania i jakość obsługi serwisowej i bilingowej odbiorców. Jakość energii elektrycznej i ciągłość jej dostaw jest w dużym stopniu zdeterminowana przez stan techniczny systemu energetycznego i wchodzących w jego skład elementów i urządzeń.

Ważnym ogniwem w systemie elektroenergetycznym, w szczególności na obszarach wiejskich, są sieci niskiego napięcia (nN). Bezpośrednia ich bliskoGrafika - jakosć dostawść z odbiorcami powoduje, że każde lokalne pogorszenie jakości dostaw energii jest przypisywane właśnie tym sieciom. Zatem stan techniczny sieci nN wymaga szczególnej troski.

O stosunkowo łatwo jest dbać o stan techniczny sieci elektroenergetycznych w miastach, w których występuje duża gęstość odbiorców pobierających energię elektryczną, pozwalając wykorzystywać w wysokim stopniu możliwości przesyłowe sieci i osiągać przychody gwarantujące zysk przedsiębiorstwom energetycznym. Trudniejsze jest rozwijanie i eksploatowanie sieci w gminach obejmujących głównie tereny wiejskie i rolnicze, w których odbiorcy są rozproszeni, a pobór energii elektrycznej przeznaczony jest niekiedy wyłącznie do zasilania odbiorników gospodarstwa domowego. Stopień wykorzystania tych sieci jest zazwyczaj bardzo niski, przez co rosną koszty ich utrzymania w gotowości do realizacji dostaw energii oraz odbioru energii lokalnie wytwarzanej. Składają się one w dużej części z najtańszych linii napowietrznych z przewodami gołymi i napowietrznych, transformatorowych stacji słupowych.

Zły stan wiejskich sieci elektroenergetycznych od wielu lat jest uważany za barierę rozwoju cywilizacyjnego i gospodarczego obszarów wiejskich. Jest również przyczyną znacznych uciążliwości dla mieszkańców tych terenów, odczuwalnych w życiu codziennym. Stan techniczny terenowych sieci dystrybucyjnych jest zróżnicowany na obszarze Polski, najgorszy na tzw. ścianie wschodniej w województwach: podlaskim, mazowieckim, lubelskim i podkarpackim. Stosunkowo najlepsza sytuacja występuje na terenach zachodnich i północnych. Przyczynami, często historycznymi, zaistnienia i trwania problemu są:

  • wolny postęp elektryfikacji terenów obecnej tzw. ściany wschodniej przed wybuchem II Wojny Światowej,
  • zatrzymanie inwestowania w sieci wiejskie i zniszczenia w czasie wojny,
  • niskie standardy techniczne sieci budowanych w pierwszym okresie w ramach przyspieszonej elektryfikacji powojennej,
  • niedostatecznie szybka modernizacja sieci wiejskich dostosowująca ich stan techniczny do rosnących potrzeb,
  • brak systemowego programu zapewniającego modernizację sieci wiejskich po decentralizacji elektroenergetyki,
  • brak dostatecznych własnych środków finansowych spółek dystrybucyjnych potrzebnych do modernizacji sieci wiejskich dla dostosowania ich do aktualnych i rosnących zadań,
  • nieskuteczne próby pozyskania środków pomocowych UE,
  • niedostateczne zainteresowanie problemem przez organy samorządu terytorialnego tj. gminy, organa państwa i ostatecznie przez przedsiębiorstwa energetyczne, których działalność jest przede wszystkim nakierowana na zysk,
  • brak pozytywnej reakcji organów decyzyjnych na wnioski zgłaszane wcześniej przez organizacje pozarządowe, w tym np. Fundację Elektryfikacji Wsi czy Stowarzyszenie Elektryków Polskich.

Systemowym wskaźnikiem odniesienia mówiącym o jakości dostarczanej energii jest indeks SAIDI (system average interruption duration). Za jego pomocą określany jest średni czas przerw w zasilaniu energią elektryczną, którego może spodziewać się odbiorca w ciągu roku. Drugim wskaźnikiem jest SAIFI (system average interruption frequency), który określa średnią w danym roku liczbę nieplanowanych przerw w zasilaniu energią elektryczną. Analizując rozpiętość jednego z nich na bazie danych porównawczych (banchmarking) z 2011 r. w wybranych krajach w Europie można było zauważyć sporą rozpiętość (rys. 1). Wiodące kraje w Europie, np. Wielka Brytania i Francja, uzyskiwały wskaźnik na poziomie 1 godziny. Najbardziej stabilny system wykazywały Niemcy – kilkanaście minut. Dla Polski takie wskaźniki wynoszą kilka godzin, w zależności od stopnia zurbanizowania danego obszaru. Pomimo rozwoju w gałęzi energetycznej, w Polsce nadal jest jeszcze wiele do nadrobienia w kwestii podniesienia jakości dostaw energii elektrycznej.

Rys_1_Wskaźnik SAIDI w wybranych krajach UE w latach 1999 – 2010

Rys. 1 Wskaźnik SAIDI w wybranych krajach Unii Europejskiej na przestrzeni lat 1999 – 2010

W ramach projektu „Gospodarz z energią”, przeprowadzono sondę wśród osób odwiedzających stronę internetową projektu www.gospodarzzenergia.pl. Celem sondy było poznanie opinii nt. jakości energii w ich gospodarstwach domowych (i rolnych, jako że portal skierowany jest do rolników). Wyniki sondy zostały opracowane na bazie 25 odpowiedzi, więc nie są w pełni reprezentatywne, jednak obrazują pewne tendencje i potwierdzają postawione w projekcie tezy. Zadano pytania dotyczące częstotliwości występowania przerw w dostawach energii elektrycznej z sieci, a także zaburzeń działania sieci, objawiających się w postaci zauważalnego migotania światła, odczuwalnych zaników faz, spadków napięcia itp. Dodatkowo zapytano się ankietowanych, czy zabezpieczają się przed przerwami w dostawach energii z sieci oraz czy ponoszą z tytułu przerw jakiekolwiek straty.

 

Rys. 2. Częstotliwość występowania przerw w dostawach energii elektrycznej (opracowanie: IEO)

Tylko 8% ankietowanych odpowiedziało, że nie ma problemów z przerwami dostaw energii z sieci, natomiast dla pozostałej części ankietowanych przerwy wystąpiły w ostatnim roku co najmniej kilka razy, z czego w zdecydowanej większości przypadków przerwy następują nawet kilka razy w miesiącu.

 

Rys. 3. Częstotliwość występowania objawów w postaci migotania światła i zaburzeń pracy urządzeń elektrycznych (opracowanie: IEO)

Jeśli chodzi o pogorszenie jakości energii elektrycznej z sieci, objawiające się w postaci migotania światła i zaburzeń pracy urządzeń elektrycznych, zjawiska te są słabiej odczuwane i pamiętane, a czasami łączone z przerwami w dostawach energii z sieci. Tym niemniej tylko 25% respondentów nie wykazało żadnego problemu z ww. objawami.

 

Rys. 4. W jaki sposób rolnicy zabezpieczają się przed awariami sieci energetycznej (opracowanie: IEO)

Użytkownicy sieci energetycznej z reguły nie zabezpieczają się przed przerwami w dostawach energii z sieci (63% odpowiedzi). Jednak są też gospodarstwa, które korzystają z awaryjnego zasilania w postaci agregatów prądotwórczych oraz urządzeń podtrzymania zasilania (akumulatory i UPSy). Rozwiązania tego rodzaju są stosowane zazwyczaj w gospodarstwach rolnych, w których prowadzona jest hodowla bydła mlecznego, gdzie awaria sieci podczas procesu dojenia (odbywającego się 2 razy dziennie) miałaby swoje poważne konsekwencje dla dobrostanu zwierząt i wyników ekonomicznych. Potwierdzają to badania prowadzone przez IEO w ramach projektu badawczego "OZERISE – Integracja odnawialnych źródeł energii w gospodarstwach rolnych i mikrosieciach", www.ozerise.pl. Nadal rzadkością jest stosowanie odnawialnych źródeł energii do awaryjnego zasilania, m.in. z uwagi na uzależnienie tych źródeł od warunków pogodowych.

 

Rys. 5. Konsekwencje niskiej jakości energii z sieci w gospodarstwach rolnych

Prawie połowa respondentów nie odczuwa bezpośrednio negatywnych konsekwencji awarii sieci elektroenergetycznej. Jednak spora grupa ankietowanych (37%) wskazuje, że niska jakość energii z sieci doprowadziła do uszkodzenia lub zniszczenia urządzeń. Istnieje także problem blokowania inwestycji na wsi ze względu na brak dostępu do energii elektrycznej. Wielu potencjalnych przedsiębiorców chcących tworzyć swoje przedsiębiorstwa na obszarach wiejskich, napotyka na niemożliwy do przebrnięcia problem uzyskania wymaganych warunków przyłączenia do sieci i brak możliwości zaopatrzenia w energię elektryczną w wymiarze umożliwiającym prowadzenie działalności. Czasami decydują się na poniesienie dużych kosztów związanych z wybudowaniem transformatora, który jest przekazany potem operatorowi, bo nie ma innej możliwości zapewnienia sobie odpowiedniej mocy i ilości energii elektrycznej. Znajduje to także swoje odbicie w odpowiedziach ankietowanych, którzy wskazywali, że słaba infrastruktura elektroenergetyczna uniemożliwia rozwój (13%) lub powoduje straty ekonomiczne z powodu osiągania produktów rolnych niższej jakości (4 %).

Według raportu Najwyższej Izby Kontroli za taki stan rzeczy odpowiada m.in. brak rozwiązań legislacyjnych tworzących pozafinansowe instrumenty wsparcia inwestycji w odbudowę i rozwój mocy wytwórczych oraz sieci przesyłowych i dystrybucyjnych, a także niezrealizowanie istotnych elementów polityki energetycznej. Powoduje to, że rośnie ryzyko niezdolności spółek energetycznych do zapewnienia ciągłości i niezawodności dostaw energii elektrycznej.  W ostatnim czasie stan sieci energetycznej na terenach wiejskich stał się tematem obrad sejmowej Komisji Rolnictwa i Rozwoju Wsi oraz przedmiotem, wyrażanej w kolejnych stanowiskach, troski Konwentu Marszałków Województw RP, obawiających się o lokalne bezpieczeństwo energetyczne. Do zajęcia się tym tematem skłaniają napływające informacje o słabej jakości przesyłowej sieci elektrycznej, co stanowi zauważalny problem w rolnictwie.

Zapewnienie bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej do odbiorców wymaga ze strony przedsiębiorstwa energetycznego szerokich działań w trakcie eksploatacji sieci i w fazie opracowywania planów rozwoju sieci elektroenergetycznych, czyli budowy nowych elementów sieci, które spowodują zmniejszenie awaryjności układów oraz poprawę jakości (głównie warunków napięciowych).

Bardzo ważnym zadaniem, które muszą rozwiązywać przedsiębiorstwa energetyczne jest przyłączenie źródeł generacji rozproszonej, z reguły o niewielkich jednostkowych mocach wytwórczych, dostarczających energię w pobliżu jej zapotrzebowania. Źródła te mogą być istotnym elementem poprawy lokalnego bezpieczeństwa energetycznego, a dodatkową korzyścią wykorzystania lokalnych źródeł energii jest zmniejszenie kosztów rozbudowy sieci rozdzielczych i modernizacji sieci niskiego napięcia.

Tendencja do wprowadzania coraz większej liczby źródeł generacji rozproszonej będzie skutkowała nowym podejściem do pracy układów sieciowych. Współpraca tych źródeł będzie zależała w dużym stopniu od tego, jakie dodatkowe zadania (poza biznesowymi) będą miały do spełnienia. Źródła rozproszone mogą być stosowane do specjalnych celów, np. dostawy mocy do konkretnego odbiorcy charakteryzującego się wysokimi wymaganiami w zakresie pewności zasilania. Źródła te mogą powoli stawać się głównymi źródłami energii elektrycznej. W takim przypadku obecna sieć będzie przekształcać się w tzw. mikrosieci, w skład których będą wchodzić grupy odbiorców, nowoczesne urządzenia generujące o małej mocy oraz nowoczesne systemy zabezpieczeń i monitoringu. Takie mikrosieci będą mogły współpracować ze sobą także na obszarach wiejskich, np. wymieniając nadwyżki wytwarzanej mocy i energii. Mając na uwadze poważną przeszkodę w przyłączaniu nowych odbiorców do sieci - szczególnie na obszarach z odbiorcami rozproszonymi - w postaci małej opłacalności inwestycji przyłączeniowych dla dystrybucyjnych przedsiębiorstw energetycznych, należy spodziewać się, że na tzw. końcówkach mocy zaczną rozwijać się alternatywne i bardziej konkurencyjne ekonomicznie oraz jakościowo źródła zasilania w energię elektryczną.

Opracowanie: Piotr Dziamski, Instytut Energetyki Odnawialnej

Kontakt: pdziamski@ieo.pl, tel. 22 825 46 52, www.ieo.pl

Zobacz pozostałe raporty
Wyszukiwarka
Kanał Youtube
 
Facebook
Zamknij

Ten serwis internetowy wykorzystuje pliki cookies.

Używamy informacji zapisanych za pomocą cookies m.in. do celów reklamowych i statystycznych. Mogą stosować je też współpracujące z nami firmy - m.in. reklamodawcy.

W przeglądarce internetowej, w której otwierasz nasz serwis możesz zmienić ustawienia dotyczące cookies.

Korzystając z tego serwisu bez zmiany ustawień dotyczących cookies wyrażasz zgodę na ich używanie i zapisywanie w pamięci urządzenia. Więcej informacji znajdziesz w Polityce prywatności.