Децентралізована генерація та її роль у підвищенні живучості енергетичних островів та критичної інфраструктури: сучасні тенденції та перспективи

Анотація

Загрози для критичної інфраструктури посилили актуальність автономного енергозабезпечення та сприяли переходу до децентралізованих рішень. Метою дослідження був аналіз теоретичних основ децентралізованої генерації, її застосування в енергетичних островах для підвищення живучості критичної інфраструктури в умовах надзвичайних ситуацій. Методологічна база дослідження включала теоретичне узагальнення сучасних наукових підходів, реальні кейси розвитку відновлювальних технологій та моделей автономного енергопостачання у США, ЄС та Україні, а також порівняння моделей автономного енергозабезпечення. У результаті встановлено, що найбільш ефективними виявилися сонячні та гібридні (сонячно-біогазові) системи. В Україні у 2023 році було встановлено понад 5 000 домашніх сонячних установок, а в селі Нижній Бистрий (Закарпаття) гібридний енергетичний острів забезпечив енергопостачання 120 домогосподарств. У США сонячна генерація зросла на 16 % у 2023 році, а у 2024 році було зафіксовано зростання на 40 %. У ЄС у 2023 році середня собівартість виробництва електроенергії з сонячної енергії знизилася на 12 %. У Тоскані (Італія) відновлення енергопостачання енергетичним островом у 2022 році тривало 12 годин замість 72 у централізованій системі. В Україні денецетралізована генерація дозволила скоротити час відновлення до 3-6 годин у прифронтових регіонах (проти 12-18 годин традиційно), а собівартість електроенергії становила 0,08 доларів США/кВт · год порівняно з 0,12 доларів США/кВт · год у централізованій системі. Дослідження показало, що децентралізована генерація дозволяла підвищити гнучкість і стійкість енергосистем за рахунок скорочення втрат у мережі (до -10 %) і диверсифікації джерел постачання. Було виявлено, що інноваційні технології (цифрове управління, штучний інтелект, підвищували ефективність диспетчеризації, що дозволяло енергетичним островам і мікромережам автономно забезпечувати критичні об’єкти навіть у разі повного руйнування мережі. Практична цінність дослідження полягала у використанні його висновків для стратегій енергетичної безпеки, розвитку мікромереж і планування автономних систем у вразливих регіонах