V prepojení je sila

Vzostup obnoviteľných zdrojov energie výrazným spôsobom mení nielen tvár energetického priemyslu, ale je aj skvelým trendom k čistejšej planéte. každá zmena so sebou však zákonite prináša aj nové situácie a výzvy, na ktoré treba reagovať a riešiť ich.

V súčasnosti sa popri veľkých elektrárňach, ktoré dlhodobo zabezpečujú stabilnú dodávku energie, začínajú objavovať aj desiatky menších zariadení, ktoré získavajú energiu z obnoviteľných zdrojov. Zo širšieho pohľadu majú však dve nevýhody: geograficky sú roztrúsené na mnohých miestach a ich dodávky závisia do značnej miery od výkyvov počasia, čo spôsobuje nežiaduce kolísania množstva elektriny v energetickej sieti. No práve elektrárne, ktoré využívajú obnoviteľné zdroje energie na čele so slnečnými a veternými, predstavujú z hľadiska funkčnosti a stability celej rozvodnej siete veľkú výzvu. Vedci z Fakulty elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave majú na tento problém účinné riešenie. Vyvíjajú virtuálnu elektráreň.

Inteligentná sieť zabezpečuje lepšiu integráciu obnoviteľných zdrojov energie do siete vďaka obojsmernému toku energie (oranžová čiara) a obojsmernému toku komunikačných údajov (modrá a zelená linka). Zatiaľ čo výroba energie v konvenčných sieťach elektrickej energie závisí od úrovne spotreby, inteligentná sieť je schopná ovládať spotrebu v závislosti od dostupnosti elektrickej energie v sieti, foto Siemens.

Spojenie domácich batérií

Princíp virtuálnej elektrárne, ktorú na FEI vyvíja tím Michala Chudého, spočíva v združovaní domácich batérií, ktoré vlastnia domácnosti a malé firmy. Tie bude prostredníctvom smart riadenia spoločne spravovať nový druh operátora – agregátor siete. Vďaka svojej kapacite dokáže agregátor uskladniť v domácich batériách nadprodukciu elektriny dovtedy, pokým nezačne rásť spotreba. Virtuálna elektráreň totiž využíva na zabezpečenie svojho chodu veľké množstvo údajov – od aktuálnych cien elektriny cez energetický dopyt až po predpovede počasia. Systém potom na základe týchto údajov vytvára harmonogram, podľa ktorého sa riadia čiastkové elektrárne. Cieľom harmonogramu je zabezpečiť čo najväčšiu efektivitu prevádzky elektrární, stabilizáciu dodávky energie do rozvodnej siete a súčasne minimalizáciu nákladov na výrobu elektriny. Napriek ekologickým výhodám obnoviteľných zdrojov ich výrazný podiel v elektrickej sieti spôsobuje v prenosovej sústave náhle zmeny množstva elektriny, keďže množstvo vyrobenej elektriny je dané najmä aktuálnym počasím. Táto nestabilita môže spôsobiť výpadky alebo preťaženia elektrickej siete. Virtuálna elektráreň však dokáže preklenúť časové rozdiely medzi nárazovou výrobou elektriny a obdobiami veľkého dopytu po elektrine, a tým zabezpečí stabilitu siete. Vďaka tomu by mohol podiel výroby energie zo zelených zdrojov narásť až na polovicu. Systém vyvíjaný v Ústave elektroenergetiky a aplikovanej elektrotechniky FEI bude pritom využívať už existujúce domáce batérie.

Nízke účty

V momente prebytku výroby energie, ktorý môže nastať napríklad pri silnom vetre, virtuálna elektráreň dobije batérie svojich členov nadbytočnou elektrinou. V období, keď príde vrchol spotreby, virtuálna elektráreň začne do siete dodávať uskladnenú energiu. Relatívne malé domáce batérie tak dokážu spoločne vytvoriť obrovské virtuálne úložisko, hoci sa fyzicky vôbec nemusia nachádzať v blízkosti. Vďaka optimalizácii to dokážu oveľa efektívnejšie ako jednotlivo a pritom je pre všetkých členov virtuálnej elektrárne energia veľmi lacná. Takéto riešenie prinesie spotrebiteľom oveľa širšiu ponuku taríf a možnosť odoberať elektrinu v časoch, keď je lacná. Presun spotreby do nízkej tarify by mali automaticky zvládať práčky, mrazničky, sušičky aj umývačky riadu. Naša virtuálna elektráreň dokáže zlacniť, či dokonca zabezpečiť úplne bezplatnú elektrinu pre jej členov, má pozitívny vplyv na zníženie ceny elektriny ako takej a aj veľký finančný potenciál. Hlavnou výhodou však je, že je vďaka nej možné dosiahnuť až 50 % podiel obnoviteľných zdrojov, pričom sieť zostane stabilná. Dôsledkom by bolo výrazné zníženie skleníkových plynov v atmosfére, vraví vedúci projektu Mgr. Michal Chudý, PhD.

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 12/2018.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

R
Foto Siemens a STU

Komentáre