• Posted 17-Jul-2019

Promoting hybrid Photovoltaic and Energy Storage Systems in residential dwellings in Cyprus: The European research project StoRES

The StoRES project focuses on the Photovoltaic (PV) technology coupled with energy storage and, more specifically, on the implementation of hybrid PV and Energy Storage Systems (ESS) in households and small communities in Mediterranean countries with a high solar irradiance potential.

Ελληνικό Κείμενο

Taking into account the need for environmental protection and to reduce the impact of climate change occurring from the emissions due to electricity generation by fossil fuels, the European Union (EU) has shown a strong interest in increasing the penetration of Renewable Energy Sources (RES) in the energy balance of its member-states in recent years. In particular, through the promotion of national subsidy programs and international research projects such as the project "Promotion of Higher Penetration of Distributed PV through Storage for All - StoRES", the effort for a more "green" and energy-sustainable Europe is evident.

The StoRES project focuses on the Photovoltaic (PV) technology coupled with energy storage and, more specifically, on the implementation of hybrid PV and Energy Storage Systems (ESS) in households and small communities in Mediterranean countries with a high solar irradiance potential. The main objective of the project is to enhance the self-consumption of PV generation in this area, while solving technical problems and market, network and pricing issues, without affecting the stability and reliability of the power network. Storing excess PV generation for later use could be a way of increasing the use of RES and tackling congestion in the distribution network, while improving its reliability and enhancing the further development of power systems. The project started in November 2016 and has a duration of 36 months.

After initially studying the current situation regarding the energy storage policy of the seven participating countries (Cyprus, Greece, France, Italy, Portugal, Slovenia and Spain) and the ESS market itself in these countries, the project participants managed to overcome any bureaucratic and technical barriers occurred due to the lack of experience with such systems and implement the first ESS in these countries, as pilot installation in buildings. The participants had the opportunity to deal with real ESS and to deepen their knowledge regarding their operation. The results so far from the 4 pilots in Cyprus, which were implemented in households with installed PVs in Nicosia in February 2018, showed a significant increase in the Self-Consumption Ratio (the rate of utilisation of PV generation) and the Self-Sufficiency Ratio (the rate of contribution of PV generation to the total energy consumption of the building). In addition, the analysis of the operation of the ESS showed that more than half of the total energy consumption of the households is now derived from the hybrid PV-ESS, thus reducing significantly the electricity consumed from the grid.

The data analysis and the results so far provide a clear picture of the users' production and consumption profiles, as well as of the ESS operation. This will be extremely beneficial for designing future energy policies in the participating countries, increasing the users’ self-consumption and self-sufficiency rates, and reducing the power gap between generation and consumption during peak demand periods, thus assisting the operation of the electricity grid. The project provides an opportunity to solve any potential problems with ESS in Cyprus through proposals for changes in the regulations and the grid codes.

The study of the current situation in the participating countries showed that, currently, non-subsidised ESS have a very long payback period and as a result hybrid PV-ESS are of low investment interest. With the existing policies in most EU countries, household owners have no benefit from the installation of an ESS. More specifically, countries in the Mediterranean have not yet implemented policies favouring the establishment of ESS integrated with PV systems, although this would be beneficial for the environment as well as for the society as a whole.

Stakeholders and policymakers can pave the way for new energy schemes that focus on lowering the cost and increasing the revenue for ESS owners. As a result, Distribution System Operators (DSOs) in the Mediterranean region should adapt their regulations to facilitate the integration of hybrid PV-ESS. In view of the above, the StoRES project consortium is going to take a step forward by developing a set of technical and policy recommendations that will be used in future development projects and decision-making processes by the end of the project, so that the effort of increasing the penetration of RES is unobstructed. Starting from the so-called end-side of the power system, i.e. the consumers at the building level, the contribution of hybrid PV-ESS can be significant to achieve the increase of the penetration of RES in each country, thus improving living conditions and the environment in general.

For more information, please contact the Project Coordinator (FOSS Research Centre for Sustainable Energy of the University of Cyprus) at foss@ucy.ac.cy or at 22 894 329 and 22 892 272 and through the web pages www.foss.ucy.ac.cy and www.pvtechnology.ucy.ac.cy, as well as the project website https://stores.interreg-med.eu.

Νikolas Chatzigeorgiou
FOSS Research Centre for Sustainable Energy, University of Cyprus


Προωθώντας υβριδικά συστήματα φωτοβολταϊκών και αποθήκευσης ενέργειας σε κυπριακά οικοκυριά: Το ευρωπαϊκό ερευνητικό έργο StoRES

του Νικόλα Χατζηγεωργίου

Λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη για προστασία του περιβάλλοντος και τη μείωση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής από τις εκπομπές ρύπων λόγω της παραγωγής ηλεκτρισμού από ορυκτά καύσιμα, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει επιδείξει ισχυρό ενδιαφέρον για την αύξηση της διείσδυσης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στο ενεργειακό ισοζύγιο των κρατών-μελών της τα τελευταία χρόνια. Μέσω κυρίως της προώθησης εθνικών προγραμμάτων επιχορήγησης, αλλά και διεθνών ερευνητικών έργων όπως το έργο “Promotion of higher penetration of distributed PV through storage for all – StoRES”, η προσπάθεια για μία πιο “πράσινη” και ενεργειακά αειφόρο Ευρώπη είναι εμφανής.

Το έργο StoRES επικεντρώνεται στη φωτοβολταϊκή (ΦΒ) τεχνολογία σε συνδυασμό με την αποθήκευση ενέργειας και πιο συγεκριμένα, στην υλοποίηση υβριδικών ΦΒ και Συστημάτων Αποθήκευσης Ενέργειας (ΣΑΕ) σε νοικοκυριά και μικρές κοινότητες σε χώρες της Μεσογείου με υψηλό δυναμικό ηλιακής ακτινοβολίας. Ο κύριος στόχος του έργου είναι να ενισχύσει την αυτοκατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας από ΦΒ στην περιοχή αυτή, επιλύοντας ταυτόχρονα τεχνικά προβλήματα και προβλήματα αγοράς, δικτύων και διατιμήσεων χωρίς να επηρεάζεται η σταθερότητα και η αξιοπιστία του δικτύου. Η αποθήκευση περίσσειας ΦΒ ενέργειας μέχρι την κατανάλωση της θα μπορούσε να είναι ένας τρόπος 

αύξησης της χρήσης ΑΠΕ και αντιμετώπισης της συμφόρησης του δικτύου διανομής, βελτιώνοντας παράλληλα την αξιοπιστία του και ενισχύοντας την περαιτέρω εξέλιξη των ενεργειακών συστημάτων. Το έργο ξεκίνησε τον Νοέμβριο του 2016 και έχει διάρκεια 36 μήνες.

Αφού αρχικά μελετήθηκε η  τρέχουσα κατάσταση όσον αφορά την πολιτική σχετικά με την αποθήκευση ενέργειας των επτά χωρών που συμμετέχουν (Κύπρος, Ελλάδα, Γαλλία, Ιταλία, Πορτογαλία, Σλοβενία και Ισπανία), καθώς και η ίδια η αγορά των ΣΑΕ στις χώρες αυτές, οι συντελεστές του έργου κατάφεραν να ξεπεράσουν τα γραφειοκρατικά και τεχνικά εμπόδια που παρουσιάστηκαν λόγω της μη ύπαρξης εμπειρίας με τέτοια συστήματα και να υλοποιήσουν τα πρώτα ΣΑΕ στις συμμετέχουσες χώρες, με την μορφή πιλοτικών εγκαταστάσεων σε κτίρια. Οι συντελεστές είχαν την ευκαιρία να έρθουν σε επαφή με πραγματικά ΣΑΕ και να εμβαθύνουν τις γνώσεις τους όσον αφορά την λειτουργία τους. Τα μέχρι τώρα αποτελέσματα από τις 4 πιλοτικές εγκαταστάσεις στην Κύπρο, οι οποίες υλοποιήθηκαν σε οικίες με εγκατεστημένα ΦΒ στη Λευκωσία τον Φεβρουάριου του 2018, ανέδειξαν μια σημαντική αύξηση στον Δείκτη Αυτοκατανάλωσης (το ποσοστό αξιοποίησης της παραγόμενης ΦΒ ενέργειας) και τον Δείκτη Αυτάρκειας (το ποσοστό συνεισφοράς της ΦΒ ενέργειας ως προς την ολική ενεργειακή κατανάλωση). Επίσης, η ανάλυση της λειτουργίας των ΣΑΕ έδειξε πως πέραν της μισής ολικής ενεργειακής κατανάλωσης των κατοικιών προέρχεται πλέον από το υβριδικό ΦΒ – ΣΑΕ, μειώνοντας έτσι σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρισμού από το δίκτυο.

Η ανάλυση των δεδομένων και τα μέχρι τώρα αποτελέσματα παρέχουν μια καθαρή εικόνα σχετικά με τα προφίλ παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας των χρηστών, αλλά και της λειτουργίας των ΣΑΕ. Αυτό θα είναι εξαιρετικά επωφελές για τον σχεδιασμό μελλοντικών ενεργειακών πολιτικών στις συμμετέχουσες χώρες, την αύξηση των ποσοστών αυτοκατανάλωσης και αυτάρκειας των χρηστών και τη μείωση του ενεργειακού κενού που παρατηρείται μεταξύ παραγωγής-ζήτησης κατά τις περιόδους αιχμής, βοηθώντας έτσι το ηλεκτρικό δίκτυο. Το έργο παρέχει την ευκαιρία για επίλυση των πιθανών προβλημάτων που θα προκύψουν σχετικά με τα ΣΑΕ στην Κύπρο, μέσω προτάσεων για αλλαγές στους κανονισμούς λειτουργίας και τους κανόνες δικτύωσης (grid codes).

Η μελέτη της τρέχουσας κατάστασης στις συμμετέχουσες χώρες κατέδειξε πως σε αυτή τη χρονική στιγμή τα μη επιδοτούμενα ΣΑΕ έχουν πολύ μεγάλη περίοδο αποπληρωμής και ως αποτέλεσμα, τα υβριδικά συστήματα ΦΒ – ΣΑΕ συγκεντρώνουν χαμηλό επενδυτικό ενδιαφέρον. Με τις υφιστάμενες πολιτικές στις πλείστες χώρες της ΕΕ οι ιδιοκτήτες κατοικιών δεν έχουν οποιοδήποτε όφελος από την εγκατάσταση ενός ΣΑΕ. Πιο συγκεκριμένα, οι χώρες στη Μεσόγειο δεν έχουν ακόμη υλοποιήσει πολιτικές που να ευνοούν την εγκατάσταση ΣΑΕ μαζί με ΦΒ συστήματα, παρόλο που αυτό θα ήταν επωφελές για το περιβάλλον αλλά και την κοινωνία ως σύνολο.

Οι ενδιαφερόμενοι φορείς και οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων μπορούν να ανοίξουν το δρόμο για νέα ενεργειακά σχέδια που εστιάζουν στη μείωση του κόστους και στην αύξηση των εσόδων στους ιδιοκτήτες ΣΑΕ. Κατά συνέπεια, οι Διαχειριστές Συστημάτων Διανομής (ΔΣΟ) στην περιοχή της Μεσογείου θα πρέπει να προσαρμόσουν τους κανονισμούς τους προκειμένου να διευκολύνουν τη διάδοση των υβριδικών συστημάτων ΦΒ – ΣΑΕ. Με γνώμονα τα πιο πάνω, η κοινοπραξία του έργου StoRES πρόκειται να κάνει ένα βήμα προς τα εμπρός, αναπτύσσοντας μέχρι το τέλος του έργου μια δέσμη τεχνικών και πολιτικών συστάσεων που θα χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικά αναπτυξιακά έργα και διαδικασίες λήψης αποφάσεων, έτσι ώστε να συνεχιστεί απρόσκοπτα η προσπάθεια για αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ σε έναν καλύτερο κόσμο για τις επόμενες γενιές. Ξεκινώντας από το λεγόμενο τέλος του συστήματος ηλεκτρικής ισχύος, τους χρήστες ηλεκτρικής ενέργειας στο κτιριακό επίπεδο, η συνεισφορά υβριδικών ΦΒ – ΣΑΕ μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη στην αύξηση της διείσδυσης των ΑΠΕ σε κάθε χώρα, βελτιώνοντας έτσι τις συνθήκες διαβίωσης και το περιβάλλον γενικότερα.

Για περισσότερες πληροφορίες  μπορείτε να επικοινωνήσετε με τον Συντονιστή του Προγράμματος (Ερευνητική Μονάδα Ενεργειακής Αειφορίας ΦΩΣ του Πανεπιστημίου Κύπρου) στο ηλεκτρονικό ταχυδρομείο: foss@ucy.ac.cy ή στα τηλέφωνα 22894329 και 22892272 και να ενημερώνεστε από τις ιστοσελίδες www.foss.ucy.ac.cy και www.pvtechnology.ucy.ac.cy., καθώς και την ιστοσελίδα του έργου: https://stores.interreg-med.eu.

Νικόλας Χατζηγεωργίου
Ερευνητική Μονάδα Ενεργειακής Αειφορίας ΦΩΣ, Πανεπιστήμιο Κύπρου
Ηλ. διεύθυνση: nchatz05@ucy.ac.cy