УДОСКОНАЛЕННЯ КОНКУРЕНТНОЇ СТРУКТУРИ РИНКУ ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ ЧЕРЕЗ ЕНЕРГОНАКОПИЧУВАЧІ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.1.2025.324272Ключові слова:
централізоване теплопостачання, ринок теплової енергії, зберігання енергії, відновлювані джерела енергії, стабільність мережіАнотація
У цій статті досліджується модернізація структурних схем у системах централізованого теплопостачання (СЦТ), що працюють в конкурентних умовах з використанням накопичувачів енергії. Визнаючи необхідність підвищення робочої гнучкості та надійності, особливо зі збільшенням частки відновлюваних джерел енергії, таких як вітер і сонце, в роботі досліджується роль накопичувачів енергії в оптимізації функціонування СЦТ. Основні завдання дослідження включають проведення огляду літератури для визначення ефективних технологій для інтеграції в СЦТ та визначення оновленої схеми структурної взаємодії, адаптованої до конкурентного середовища. Огляд літератури підкреслює потенціал різних рішень для зберігання теплової енергії, кожне з яких сприяє покращенню управління енергією, незважаючи на властиві економічні та технічні проблеми. Запропонована модернізація структурних схем переосмислює ролі багатьох учасників у СЦТ, включаючи виробників енергії, транспортні мережі та споживачів, а також сторони державного контролю та управління. Підсумовуючи, це дослідження підкреслює трансформаційний вплив інтеграції енергонакопичувачів у СЦТ, сприяння стійкій міській енергетичній інфраструктурі, яка відповідає глобальним цілям сталого розвитку.
Посилання
I. Buratynskyi, T. Nechaieva, and I. Leshchenko, ‘Assessment of the economic efficiency of battery energy storage systems in the electricity market segments’, in Studies in Systems, Decision and Control, Cham: Springer Nature Switzerland, 2024, pp. 37–50.
V. Derii, T. Nechaieva, and I. Leshchenko, ‘Assessment of the effect of structural changes in Ukraine’s district heating on the greenhouse gas emissions’, Sci. Innov., vol. 19, no. 4, pp. 57–65, Aug. 2023.
V. Babak and M. Kulyk, ‘Increasing the efficiency and security of Integrated Power System operation through heat supply electrification in Ukraine’, Sci. Innov., vol. 19, no. 5, pp. 100–116, Oct. 2023.
Eurostat. doi:10.2908/NRG_IND_REN.
V. Denysov, V. Babak, A. Zaporozhets, T. Nechaieva, G. Kostenko, Energy System Optimization Potential with Consideration of Technological Limitations (August 23, 2024). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4936175.
Hotra O, Kulyk M, Babak V, Kovtun S, Zgurovets O, Mroczka J, Kisała P, ‘Organisation of the structure and functioning of self-sufficient distributed power generation’, Energies, vol. 17, no. 1, p. 27, Dec. 2023.
J. Z. Thellufsen et al., ‘Smart energy cities in a 100% renewable energy context’, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 129, no. 109922, p. 109922, Sep. 2020.
T. T. Sebestyén, M. Pavičević, H. Dorotić, and G. Krajačić, ‘The establishment of a micro-scale heat market using a biomass-fired district heating system’, Energy Sustain. Soc., vol. 10, no. 1, Dec. 2020.
H. Bielokha, L. Chupryna, S. Denisyuk, T. Eutukhova, and O. Novoseltsev, ‘Hybrid Energy Systems and the Logic of Their Service-Dominant Implementation: Screening the Pathway to Improve Results’, Energy Eng., vol.120, no.6, 2023, pp.1307-1323. https://doi.org/10.32604/ee.2023.025863
A. Boldrini, J. P. Jiménez Navarro, W. H. J. Crijns-Graus, and M. A. van den Broek, ‘The role of district heating systems to provide balancing services in the European Union’, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 154, no. 111853, p. 111853, Feb. 2022.
V. O. Derii, V. D. Bilоdid, ‘Limiting possibilities of the accumulation of thermal energy in centralized heat supply systems’, Probl. Gen. Energy, vol. 2019, no. 2, pp. 41–45, Jun. 2019.
V. V. Horskyi, O. Y. Maliarenko, N. Y. Maistrenko, O. I. Teslenko, and H. O. Kuts, ‘Modified three-stage model for forecasting the demand for energy resources at various hierarchy levels of the economy’, IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 1049, no. 1, p. 012054, Jun. 2022.
E. Guelpa, A. Bischi, V. Verda, M. Chertkov, and H. Lund, ‘Towards future infrastructures for sustainable multi-energy systems: A review’, Energy (Oxf.), vol. 184, pp. 2–21, Oct. 2019.
H. Sadeghi, R. Jalali, and R. M. Singh, ‘A review of borehole thermal energy storage and its integration into district heating systems’, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 192, no. 114236, p. 114236, Mar. 2024.
N. Fry, P. Adebayo, R. Tian, R. Shor, and A. Mwesigye, ‘A review of district energy technology with subsurface thermal storage integration’, Geotherm. Energy, vol. 12, no. 1, Aug. 2024.
I. Sifnaios, D. M. Sneum, A. R. Jensen, J. Fan, and R. Bramstoft, ‘The impact of large-scale thermal energy storage in the energy system’, Appl. Energy, vol. 349, no. 121663, p. 121663, Nov. 2023.
M. Rezaei, M. Sameti, and F. Nasiri, ‘Biomass-fuelled combined heat and power: integration in district heating and thermal-energy storage’, Clean Energy, vol. 5, no. 1, pp. 44–56, Mar. 2021.
K. Lepiksaar, V. Mašatin, E. Latõšov, A. Siirde, and A. Volkova, ‘Improving CHP flexibility by integrating thermal energy storage and power-to-heat technologies into the energy system’, Smart Energy, vol. 2, no. 100022, p. 100022, May 2021.
N. Javanshir, S. Syri, S. Tervo, and A. Rosin, ‘Operation of district heat network in electricity and balancing markets with the power-to-heat sector coupling’, Energy (Oxf.), vol. 266, no. 126423, p. 126423, Mar. 2023.
A. Kang, I. Korolija, and D. Rovas, ‘Photovoltaic Thermal District Heating: A review of the current status, opportunities and prospects’, Appl. Therm. Eng., vol. 217, no. 119051, p. 119051, Nov. 2022.
D. Wang, J. Carmeliet, and K. Orehounig, ‘Design and assessment of district heating systems with solar thermal prosumers and thermal storage’, Energies, vol. 14, no. 4, p. 1184, Feb. 2021.
E. Bellos et al., ‘Dynamic investigation of centralized and decentralized storage systems for a district heating network’, J. Energy Storage, vol. 56, no. 106072, p. 106072, Dec. 2022.
J. Hennessy, H. Li, F. Wallin, and E. Thorin, ‘Flexibility in thermal grids: a review of short-term storage in district heating distribution networks’, Energy Procedia, vol. 158, pp. 2430–2434, Feb. 2019.
D. Romanchenko, E. Nyholm, M. Odenberger, and F. Johnsson, ‘Impacts of demand response from buildings and centralized thermal energy storage on district heating systems’, Sustain. Cities Soc., vol. 64, no. 102510, p. 102510, Jan. 2021.
A. Dahash, F. Ochs, and A. Tosatto, ‘Techno-economic and exergy analysis of tank and pit thermal energy storage for renewables district heating systems’, Renew. Energy, vol. 180, pp. 1358–1379, Dec. 2021.
R. Savolainen and R. Lahdelma, ‘Optimization of renewable energy for buildings with energy storages and 15-minute power balance’, Energy (Oxf.), vol. 243, no. 123046, p. 123046, Mar. 2022.
R. Egging-Bratseth, H. Kauko, B. R. Knudsen, S. A. Bakke, A. Ettayebi, and I. R. Haufe, ‘Seasonal storage and demand side management in district heating systems with demand uncertainty’, Appl. Energy, vol. 285, no. 116392, p. 116392, Mar. 2021.
E. Borri, G. Zsembinszki, and L. F. Cabeza, ‘Recent developments of thermal energy storage applications in the built environment: A bibliometric analysis and systematic review’, Appl. Therm. Eng., vol. 189, no. 116666, p. 116666, May 2021.
E. Guelpa and V. Verda, ‘Thermal energy storage in district heating and cooling systems: A review’, Appl. Energy, vol. 252, no. 113474, p. 113474, Oct. 2019.
H. Li, J. Hou, Z. Tian, T. Hong, N. Nord, and D. Rohde, ‘Optimize heat prosumers’ economic performance under current heating price models by using water tank thermal energy storage’, Energy (Oxf.), vol. 239, no. 122103, p. 122103, Jan. 2022.
V. I. Deshko, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», D. S. Karpenko, and National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», ‘Analysis of conditions for the creation of the local thermal energy market in Ukraine’, Komunalne gospodarstvo mist, vol. 7, no. 146, pp. 68–76, 2018.
D. Valeriy and K. Dmytro, ‘Functional structure of the local thermal energy market in district heating’, in 2019 IEEE 6th International Conference on Energy Smart Systems (ESS), Kyiv, Ukraine, 2019.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
