Algorytmy

Główne funkcjonalności i metody
analiz wykorzystywane w H2G

Identyfikacja profili zużycia energii elektrycznej i ciepła w oparciu o dane przekazane przez Klienta lub wbudowane modele typowych odbiorców
Zintegrowane modele symulacyjne technologii wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej i ciepła
Możliwość narzucenia ograniczeń dostępności terenu dla inwestycji

Wykorzystanie do obliczeń zewnętrznej bazy danych meteo w zakresie nasłonecznienia, temperatury otoczenia i prędkości wiatru w rozdzielczości godzinowej

Bilansowanie produkcji, zużycia i magazynowania energii w rozdzielczości godzinowej
Optymalizacja mocy znamionowych układów wytwórczych (fotowoltaika, turbiny wiatrowe, agregaty kogeneracyjne, elektrolizery, pompy ciepła) i pojemności magazynów (energii elektrycznej, ciepła i wodoru)
Możliwość zadania ograniczenia optymalizacji w postaci preferowanego stopnia „uzielenienia” energii elektrycznej

Możliwość wyłączenia z analiz wybranych typów technologii

Możliwość uwzględnienia istniejących układów wytwórczych w danej lokalizacji
Ekonomiczna funkcja celu optymalizacji w postaci modelu dyskontowej oceny ekonomicznej inwestycji – wyniki w postaci NPV, NPVR, DPB
Wbudowane baza danych cen nośników energii i nakładów inwestycyjnych; możliwość wprowadzenia cen własnych Klienta
Proces optymalizacji prowadzony w oparciu o wbudowane algorytmy genetyczne z kontrolą osiągnięcia optimum przy pomocy metody deterministycznej
Analiza wrażliwości wyniku optymalizacji (np. parametru NPV) na zmiany (+/- 15 %) zmiennych decyzyjnych (moce znamionowe źródeł, pojemności magazynów) w otoczeniu optimum

Wizualizacja godzinowych przebiegów produkcji/zużycia energii elektrycznej i ciepła, stanu naładowania magazynów energii elektrycznej, ciepła i wodoru

Dlaczego warto optymalizować przed rozpoczęciem projektowania inwestycji

Transformacja energetyczna przedsiębiorstwa w kierunku odnawialnych źródeł energii wymaga zakupu zielonej energii od dostawców zewnętrznych, lub przeprowadzenia inwestycji we własne układy wytwórcze i/lub magazynowe. W praktyce stosuje się także wariant mieszany, gdy inwestycja prowadzona dla zaspokojenia potrzeb danego odbiorcy, jest własnością wyspecjalizowanego podmiotu zewnętrznego. Niezależnie od formuły realizacji przedsięwzięcia, wariant w którym instalacje wytwórcze i magazynujące są zlokalizowane w bezpośrednim sąsiedztwie odbiorcy jest korzystny z uwagi na uniknięte (w znacznej części) koszty przesyłania nośników energii i inne opłaty.

Kierując się motywacją ekonomiczną należy zauważyć, że w większości przypadków, uniknięte przez odbiorcę, jednostkowe koszty zakupu nośników energii (PLN/MWh) z sieci zewnętrznych są wyższe, niż jednostkowe przychody ze sprzedaży nadwyżek nośników produkowanych we własnej instalacji. Wielu przedsiębiorców ogranicza zatem inwestycję w OZE do pokrycia własnego zapotrzebowania – bez sprzedaży nadwyżek energii lub ciepła poprzez sieć zewnętrzną. Uzyskanie jak najlepszych wyników ekonomicznych inwestycji związane jest wówczas z optymalizacją doboru mocy poszczególnych źródeł wytwórczych i magazynów energii przy uwzględnieniu danego profilu zużycia (miesięcznego, dobowego, godzinowego).

Obok motywacji czysto ekonomicznej, występuje często motywacja minimalizowania wpływu działalności na środowisko naturalne, w tym emisji gazów cieplarnianych. Biorąc pod uwagę, że zazwyczaj znaczna cześć emisji generowanej przez przedsiębiorstwo związana jest ze zużyciem nośników energii, uzyskanie pożądanego stopnia „uzielenienia” w tym zakresie, powinno być głównym celem doboru konfiguracji i mocy znamionowych poszczególnych elementów instalacji. W tym przypadku, korzystne może się okazać wprowadzenie do przedsięwzięcia technologii droższych inwestycyjnie, ale umożliwiających dalsze zmniejszenie zużycia nieodnawialnych nośników energii.
W niektórych lokalizacjach kluczowe może być także uzyskanie pewnego stopnia uniezależnienia przedsiębiorstwa od zewnętrznych dostaw energii elektrycznej lub ciepła. Są to np. lokalizacje atrakcyjne pod względem głównego zakresu działalności (układ transportowy, bliskość surowców lub kooperantów itp.), ale z ograniczonymi możliwościami uzyskania wystarczających warunków przyłączenia do zewnętrznej infrastruktury sieciowej. W projektowaniu instalacji wytwórczej należy wówczas przewidzieć układy krótko- i długo-terminowego magazynowania energii oraz źródła rezerwowo-szczytowe (np. silnikowe agregaty kogeneracyjne opalane gazem własnym lub zakupionym z zewnątrz). Wartością dodaną takiego projektu jest częściowe uniezależnienie przedsiębiorstwa od wpływu zmian cen zewnętrznych nośników energii.

Najbardziej rozbudowanym spośród opisanych powyżej typów układów wytwórczych jest instalacja odznaczająca się 100% „uzielenieniem” i równocześnie 100% niezależnością energetyczną. Będzie to także najczęściej układ o najwyższym nakładzie inwestycyjnym. W praktyce spotyka się często instalacje wypełniające zrównoważone oczekiwania inwestora w zakresie stopnia „uzielenienia” i opłacalności ekonomicznej.

Niezależnie od oczekiwań, we wszystkich przedstawionych powyżej przypadkach występuje konieczność takiego doboru mocy znamionowych układów wytwórczych i pojemności magazynów, aby te oczekiwania spełnić, ewentualnie przy uzyskaniu założonej wartości jednego kryterium – stopnia „uzielenienia” zapewnić maksymalną wartość ekonomicznej funkcji celu (np. NPV). Tak sformułowane zadania optymalizacji są rozwiązywane za pomocą narzędzia H2G.

Otrzymywane wyniki, wraz z analizami wrażliwości stanowią nieodzowną pomoc w podejmowaniu decyzji o wielkości poszczególnych elementów i konfiguracji instalacji jeszcze przed rozpoczęciem prac projektowych. Pozwalają zminimalizować częste błędy przeinwestowania lub niewykorzystania pełnego potencjału w danej lokalizacji. Ponadto, przy analizach obejmujących kilka wartości preferowanego stopnia „uzielenienia” możliwe jest określenie skutków ekonomicznych jego zwiększania (granicznie do 100%), lub zmniejszania (granicznie do 0%).