ENERGY ACT FOR UKRAINE FOUNDATION
Гібридні сонячні станції для шкіл та лікарень: як працюють та яку несуть користь
У межах кампаній "100 сонячних шкіл" і "50 сонячних лікарень" 9 освітніх та медичних закладів у громадах, що найбільше постраждали від російської агресії, безкоштовно отримали гібридні сонячні електростанції з початку повномасштабного вторгнення.
Згадані програми фонду Energy Act for Ukraine Foundation (БО «Фонд «Енергетична Дія для України»), які спрямовані на забезпечення закладів освіти та охорони здоров’я сучасними гібридними СЕС з системами зберігання електроенергії, розраховані на п’ять років. Це безоплатна допомога, метою якої є забезпечення в закладах освіти та закладах охорони здоров'я власного енергопостачання, у тому числі для безперебійного живлення на випадок блекаутів та аварійних ситуацій.
Контекст
Благодійна організація Energy Act for Ukraine Foundation була заснована у квітні 2022 року з метою посприяти відновленню постраждалих від російської агресії шкіл та лікарень за сталим підходом, що передбачало встановлення сонячних станцій та систем збереження. Російські атаки на енергетичну систему у жовтні 2022 року підтвердили необхідність масового встановлення обладнання, яке не лише виробляє, а й акумулює електроенергію, адже у разі блекауту така система гарантує кілька годин автономного живлення критично важливих об’єктів. Вже у листопаді 2022 року Фонд запустив першу сонячну школу - Ліцей “Мрія” в м. Ірпінь.
У липні 2024 року енергетична мережа України продовжує стикатися зі значними викликами. Майже усі ТЕС в Україні пошкоджені або зруйновані, їхня частка у виробництві енергії зменшилася з 30% до 5%. Аварійні відключення, метою яких є збалансування споживання та виробництва, тривають по сьогоднішній день. В цьому році аварійні відключення були запроваджені в травні та червні. Головна причина застосування заходів обмеження – наслідки восьми ракетних ударів росіян по українській енергосистемі з початку цього року. 22 березня російські окупаційні війська атакували найбільшу гідроелектростанцію України – ДніпроГЕС і повністю зруйнували Зміївську ТЕС у Харківській області. В «Укргідроенерго» зазначили, що відновлення «ДніпроГЕСу» займе роки. 11 квітня внаслідок масованої атаки росії була повністю зруйнована Трипільська ТЕС у Київській області. ПАТ "Центренерго" повідомило про повну втрату генерації. 16 квітня міністр енергетики України Герман Галущенко заявив, що Україна втратила 7 ГВт електроенергії. 5 травня росіяни обстріляли Слов'янську ТЕС. 8 травня ДТЕК повідомив про обстріли ще трьох ТЕС. Тож наразі ця втрата зросла до понад 9 ГВт, що складає близько 50% від наявних в системі генеруючих потужностей. Також нагадаємо, що однією з найбільших втрат є окупація російськими військами Запорізької АЕС.
Оскільки імпорту недостатньо для покриття дефіциту електроенергії, а відновити всі генеруючі потужності до зими навряд чи можливо, то одним із варіантів вирішення проблеми є розвиток децентралізованих джерел енергії через впровадження відновлюваних джерел енергії. ( Це ті генеруючі потужності, які працюють автономно без залежності від розподільчої мережі). Адже саме ці заходи можуть забезпечити стійкість української енергосистеми до майбутніх атак та забезпечити постачання електроенергії населенню. Інтегруючи системи розподіленої генерації, Україна може посилити свою енергетичну незалежність, зменшити ризик широкомасштабних відключень і сприяти створенню більш стійкої та надійної енергетичної інфраструктури.
Тож усвідомлюючи усі переваги децентралізації та відновлюваних джерел енергії, благодійники запровадили нові ініціативи по забезпеченню соціальної та критичної інфраструктури сонячними станціями. На прикладі Energy Act for Ukraine Foundation розберемо детально, навіщо Україні необхідна сонячна енергія та яка від неї користь.
Як працює гібридна сонячна станція?
Гібридна сонячна станція складається з фотоелектричних модулів (ФЕМ), гібридних інверторів та акумуляторних батарей (АКБ). ФЕМ перетворюють сонячне випромінювання на постійний струм (DC), який інвертор перетворює на змінний струм (AC) для використання в електромережі. АКБ зберігають надлишок енергії для можливості її пізнішого використання, коли сонячного світла недостатньо, або є блекаути.
Фактично, якщо у домогосподарстві встановлена гібридна сонячна система, то постачання електроенергії для такого домогосподарства здійснюється з трьох джерел: традиційно - із мережі, від сонячної станції і від аккумуляторів - систем збереження електроенергії. Такий підхід є актуальним на сьогодні для оптимізації використання електроенергії, згенерованої із сонячної станції, що призводить до економічної вигоди, та гарантії наявності електроенергії під час блекаутів з іншої.
Гібридні сонячні станції представляють собою ефективний підхід до задоволення сучасних енергетичних потреб. Завдяки безперебійній генерації, перетворенню та зберіганню сонячної енергії, ці системи пропонують стійке рішення для безперебійного та економічно ефективного енергопостачання. З розвитком технологій гібридні сонячні станції стануть ще більш важливим компонентом глобального енергетичного ландшафту, забезпечуючи надійну та ефективну відновлювану енергію для різних потреб.
Засновниця та директорка фонду Юліана Оніщук про важливість СЕС зазначає наступне: "В умовах гострої енергетичної кризи, спричиненої війною, підхід до розбудови генеруючих потужностей в країні має мати локальний характер. ТЕС і ТЕЦ, як і атомні станції, є великими об’єктами, від яких залежать цілі міста, і легкими мішенями для атак росії. Допоки йде війна, розбудова децентралізованих генеруючих потужностей таких, як сонячні станції або сонячні гібридні станції, є рішенням, яке здатне частково вирішувати проблему із електропостачанням населенню. Цей підхід перш за все є локальним рішенням, що робить електропостачання у ваше домогосподарство незалежним від зовнішніх умов. Це про безпеку і гарантію постачання електроенергії під час війни, але величезною перевагою таких систем є також їх сталий підхід та тривала життєздатність, на відміну від генераторів.”
Як обираються об’єкти будівництва станцій благодійним фондом?
Наразі фонд Energy Act for Ukraine будує сонячні станції для різних об'єктів соціальної та критичної інфраструктури, включаючи школи, лікарні, водоканали, адміністративні будівлі тощо. Ці заклади обирають тому, що саме їхня безперебійна робота відіграє життєво важливу роль для суспільства.
Відбираючи конкретні громади благодійники з Energy Act for Ukraine Foundation в першу чергу надають перевагу школам та лікарням, що розташовані в регіонах, найбільш постраждалих внаслідок російської агресії в Україні, або ж безпосередньо самі постраждали від дій російських загарбників. Так, останні СЕС були побудовані в Ірпінському ліцеї №1 та Миколаївській обласній дитячій клінічній лікарні. В той же час гібридні сонячні станції благодійник будує орієнтовно на відстані не менше 70 км від кордону з росією або лінії зіткнення, щоб мінімізувати ризики, пов'язані з військовими діями. Хоча така відстань не гарантує повної безпеки, вона значно знижує ймовірність ураження СЕС.
Тож пошук відповідних об'єктів для гібридних сонячних станцій починається з ретельного аналізу потреб громади.
При виборі об'єктів для встановлення сонячних станцій, Energy Act for Ukraine Foundation керується заявками, що надходять від громад на їхній сайт. Ідеально, коли громади самостійно проводять попередній аналіз і визначають свої потреби в енергопостачанні. Проте, якщо громадам потрібна допомога, фонд надає підтримку на всіх етапах, допомагаючи визначити найоптимальніше рішення. Важливою складовою цього процесу є тісна кооперація між фондом та громадами. Фахівці фонду зі взаємодії з громадами проводять детальний аналіз, щоб знайти найкраще рішення для забезпечення стабільного та екологічного енергопостачання. Наприклад, Юліана Оніщук, засновниця та директорка фонду, фахівчиня у сфері міжнародного торговельного права СОТ, згадала, як вона домовилася про візит до школи, зв'язавшись з мером Ірпеня всього за дві години до візиту. Представники громади оперативно вийшли на зв’язок та сприяли швидкому та якісному будівництву. Це підкреслює важливість кооперації із місцевими органами влади та залучення громади до процесу.
Специфіка діяльності фонду передбачає відбір об'єктів по певним критеріям, в порядку пріоритетності. Наприклад, у лікарнях в першу чергу безперебійним енергопостачанням фонд забезпечує такі приміщення, як операційні, палати інтенсивної терапії, реанімаційні, пологові відділення, бомбосховища. Тому, розраховуючи необхідну потужність, благодійник насамперед підключає до гарантованого живлення від станції критичну інфраструктуру лікарні, адже будь-яке відключення електроенергії може бути небезпечним для життя пацієнтів лікарні. Не менш важливим фактором початку будівництва сонячних станцій є стан даху об’єкту.
Для шкіл же основною метою є забезпечення продовження навчання дітей офлайн, що сприяє їх соціальному розвитку та здоровому психологічному стану. Тож надійне електропостачання гарантує, що учні зможуть відвідувати заняття, спілкуватися з друзями і продовжувати навчання, а відсутність електроенергії не має бути причиною зупинки процесу навчання. Наразі в Energy Act for Ukraine Foundation звертають більшу увагу на школи, в яких навчаються офлайн або в гібридному форматі не менш ніж 350 учнів, з наявним укриттям.
Результат роботи гібридних сонячних станцій в громадах, підтриманих Energy Act for Ukraine Foundation
Тож в часи війни та нестабільності енергопостачання, гібридні сонячні станції стали маяком надії та енергонезалежності для багатьох громад в Україні. Такі благодійники як Energy Act for Ukraine Foundation були в авангарді сонячної ініціативи, встановлюючи гібридні сонячні станції на об'єктах критичної інфраструктури для забезпечення безперебійного енергопостачання. За час своєї роботи, з 2022 року, вони встигли встановити 9 сонячних станцій із аккумуляторними системами в 5 школах: Ірпінському академічному ліцеї “Мрія”, Чернігівській школі №3, Чернігівській школі №19, Бучанському ліцеї №3 та Ірпінському ліцеї №1; та 4 лікарнях: Чернігівській обласній дитячій лікарні, Іванківській центральній районній лікарні, Чернігівській обласній лікарні та Миколаївській обласній дитячій клінічній лікарні.
Важливо зазначити, що зараз ці СЕС працюють переважно в режимі генерації та постачання електроенергії, використовуючи енергію, вироблену сонячними панелями. А у випадках відключень, які почали діяти в травні та червні 2024 року, акумулятор використовується для підтримки безперервного потоку енергії, накопиченої в системі зберігання енергії. Ці станції є частиною внутрішніх електромереж об'єктів, які гарантують безперебійне живлення критичних споживачів при нестабільній роботі зовнішньої мережі (відключень). Хоча заклади, які підтримуються гібридними сонячними станціями, є об'єктами критичної інфраструктури і рідше зазнають відключень, вони не повністю застраховані від перебоїв в електропостачанні, або термінових аварійних відключень, наприклад, під час влучання ворожою ракетою в тепло- чи гідроелектростанції поряд. Так, під час відключень електроенергії у травні та червні 2024 року по всій Україні це вплинуло і на відключення світла на об'єктах соціальної та критичної інфраструктури. Але в такі моменти спрацьовує система накопичення енергії, яка забезпечує ці обʼєкти безперебійним енергопостачанням. Про це свідчать представники Миколаївської обласної клінічної дитячої лікарні, Бучанського ліцею №3, Чернігівської школи № 19.
Це є унікальним випадком, адже жоден благодійник в Україні не забезпечує всі об’єкти, якими він опікується, системами накопичення енергії як комплексний підхід. “Встановлення систем накопичення енергії разом із сонячними станціями є довгостроковим і стратегічним рішенням Фонду Energy Act for Ukraine. Наразі це рішення про закриття критичних потреб, надалі це дасть можливість об’єктам використовувати систему для економії витрат та відпуску надлишку в мережу”, - зазначає Юліана Оніщук.
Загальна потужність встановлених станцій Фонду складає 295 кВт, а систем зберігання енергії – 501 кВт*год. Протягом своєї роботи ці СЕС вже згенерували 87 559 кВт/год електроенергії, скоротили викиди СО2 на 65.61 тонн, а також зекономили 11 965€ на рахунках за електроенергію. Та оглянемо окремо, як спрацьовують станції під час відключень на прикладі деяких із девʼяти запущених фондом СЕС.
Миколаївська обласна дитяча клінічна лікарня
Миколаївська обласна дитяча клінічна лікарня є ключовим медичним закладом для дітей у регіоні та основною лікарнею для Херсонської області, тож гостро потребує надійного електропостачання. Саме тут знаходиться найбільша гібридна сонячна станція, наразі встановлена фондом.. У лікарні функціонує 15 спеціалізованих відділень, оснащених сучасним обладнанням, що вимагає постійної подачі електроенергії. Бойові дії та ракетні обстріли завдали значних пошкоджень будівлям лікарні, що підкреслило необхідність у зміцненні електропостачання для забезпечення безперебійного лікування пацієнтів та автономної роботи закладу. Тому в квітні 2024 року благодійники запустили сонячну станцію, яка складається з 128 фотоелектричних модулів потужністю 58,24 кВт, а також із системи зберігання енергії ємністю 98,24 кВт/год.
Така СЕС покриває станом на сьогодні до 10 годин електроспоживання лікарні при відключеннях. Про це зазначив і головний лікар Олександр Пліткін: “Останнім часом почастішали відключення електроенергії, якщо раніше це приносило значні незручності в роботі лікарні, то зараз завдяки сонячній станції ці перебої стали непомітними. Вже неодноразово ставалися такі випадки під час проведення операцій, але ні лікарі, ані пацієнти цього не відчули оскільки станція спрацювала миттєво і бездоганно. Завдяки цьому обладнанню ми можемо надавати якісну і безперервну допомогу нашим пацієнтам”.
Наразі станція забезпечує потреби в електропостачанні критично важливих відділів головного корпусу: операційного блоку, хірургічного відділення, відділення інтенсивної терапії, відділення для новонароджених та недоношених дітей, а також пологового будинку. А очікувана економія цієї лікарні на витратах на електроенергію становитиме близько 5672 євро щорічно, в той час, як зменшення викидів СО2 сягне 1625 тонн за 25 років роботи системи.
Чернігівська школа 19
Тепер розглянемо роботу СЕС на прикладі шкіл. І перша з них – це Чернігівська школа №19, в якій станція була запущена на початку 2024 року. Там була встановлена гібридна сонячна електростанція, яка включає в себе 57 сонячних модулів потужністю 20 кВт, системи зберігання енергії потужністю 39,2 кВт*год та гібридний інвертор потужністю 20 кВт. Тож у березні 2024 року близько 1800 дітей, які відвідують Чернігівську школу №19, отримали можливість навчатись в комфортних для себе умовах, поруч з друзями, без страху опинитись в темряві під час можливих блекаутів, адже станція покриватиме до 4 годин автономної роботи при відключеннях. І такі випадки вже траплялись. Наприклад, останнє відключення сталось в травні 2024 року, і станція відпрацьовувала на 100%. Тож наразі персонал школи зазначає, що окрім нормальної роботи під час блекаутів, вони можуть навіть економити на е/е 50% споживання.
Бучанський ліцей №3
Навчальний заклад, який став четвертим обʼєктом благодійників в межах проєкту "100 сонячних шкіл", є Бучанський ліцей №3. Цей ліцей знаходиться на вулиці Вокзальній, світлини якої з обвугленою російською технікою облетіли весь світ. Тож у березні 2024 року на даху школи було встановлено 47 сонячних панелей, здатних виробляти 20 кВт енергії, разом із системою зберігання енергії потужністю 40 кВт\год, що покриває до 4 годин електроспоживання ліцею під час відключень, знижує його енергетичні витрати, економлячи приблизно 2100 євро щороку. В даному випадку до резервної системи під’єднано бомбосховище, комп’ютерні класи, а також як вуличне, так і внутрішнє освітлення. Все розраховано так, щоб навесні, улітку та восени в сонячні дні потреби ліцею в електриці за допомогою цієї гібридної станції забезпечувалися майже повністю. В школі також траплялись випадки відключень електроенергії, і як повідомляють працівники школи, станція відпрацювала чудово. Наостанок зазначимо, що лише за три місяці роботи станція вже зменшила викиди СО2 на 1.08 тонн.
Економічні, екологічні та освітні переваги
Економічні переваги
Встановлення всіх 9 сонячних станцій благодійником забезпечило економічний ефект в розмірі 11 935 євро економії на рахунках за електроенергію. В цьому контексті важливо зазначити, що 5 з цих сонячних обʼєктів були запущені лише в 2024 році, тому економічний ефект в найближчому майбутньому очікується значно більший. Зокрема лікарні, обладнані гібридними сонячними станціями, можуть заощаджувати в середньому 160 000 гривень на електроенергії щорічно кожна, що еквівалентно вартості 32 кардіографів. Тобто така економія дозволяє лікарням спрямовувати більше ресурсів на лікування пацієнтів та надання інших необхідних послуг.
Щодо шкіл, в середньому вони можуть заощаджувати 100 000 гривень на рік кожна, що еквівалентно, наприклад, 5 інтерактивним дошкам. Тож фінансове полегшення, яке надають гібридні сонячні станції, гарантує, що лікарні та школи можуть підтримувати свою діяльність більш ефективно. Зменшення залежності від традиційних джерел енергії також означає, що установи можуть краще управляти своїм бюджетом і реінвестувати заощадження в подальше вдосконалення інфраструктури та послуг.
Екологічні переваги
Зменшуючи залежність від викопного палива, введені в експлуатацію фондом обʼєкти скорочують викиди CO2 вже зараз на 65.61 тонн, що еквівалентно 270 тисячам км, які проїжджає середньостатистичний пасажирський автомобіль з бензиновим двигуном. А протягом 25 років роботи лише цих девʼяти обʼєктів буде заощаджено 3 316 тонн викидів CO2. Таке скорочення викидів парникових газів сприяє поліпшенню стану навколишнього середовища і відповідає глобальним зусиллям по боротьбі зі зміною клімату. Гібридні сонячні станції демонструють можливості відновлюваної енергетики у просуванні сталого розвитку та зменшенні вуглецевого сліду критично важливої інфраструктури. Школи та лікарні, що працюють на сонячній енергії, не лише стають більш екологічними, але й створюють прецедент для інших установ, адже перехід на відновлювані джерела енергії сприяє збереженню природних ресурсів та формуванню культури екологічної відповідальності в громадах.
Соціальні переваги
Встановлення гібридних сонячних станцій також приносить освітні переваги та сприяє розвитку експертизи громад у сфері відновлюваної енергетики. Громади залучаються до грантових програм та навчання, що допомагає їм зрозуміти, як подаватися на такі проєкти та що означає будування сонячної станції на об'єктах соціальної інфраструктури. Також на всіх об'єктах технічний персонал проходить навчання з експлуатації та обслуговування сонячних станцій. Таке навчання сприяє розвитку експертизи у сфері відновлюваної енергетики в громаді, формуючи кваліфіковану робочу силу, обізнану в "зелених" технологіях. Крім того, в усіх школах, де фонд Energy Act for Ukraine встановлює сонячні станції, він також проводить освітній курс "Сталий розвиток та зелена енергетика" для дітей з метою розвитку культури свідомого споживання природних ресурсів в Україні та наближення зеленого переходу України. На сьогоднішній день навчання пройшли 500 дітей у п'яти школах, а до кінця року планується розширити цю ініціативу щонайменше на сім громад. Ці програми спрямовані на підвищення обізнаності та розуміння відновлюваної енергетики серед молодого покоління, надихаючи майбутніх лідерів відстоювати та впроваджувати сталі практики.
Висновок
Тож гібридні сонячні станції, встановлені благодійниками, пропонують безліч переваг, які виходять за рамки простої фінансової економії. Вони забезпечують об'єкти соціальної та критичної інфраструктури надійним та безперебійним електропостачанням, сприяють зеленому переходу України та покращенню стану довкілля та пропонують цінні освітні можливості як для дітей, так і для громад. Ці станції не лише підвищують ефективність та стійкість шкіл і лікарень, але й слугують прикладом для наслідування іншими установами.
Оскільки Україна продовжує розвивати відновлювану енергетику, робота таких благодійників як Energy Act for Ukraine Foundation є свідченням позитивних змін, які сталий розвиток може принести громадам. Поєднуючи економічну ефективність, турботу про довкілля та розширення освітніх можливостей, ці гібридні сонячні станції прокладають шлях до більш зеленого, стійкого, а найголовніше енергонезалежного майбутнього нашої держави.