Do rozvodů energií pronikají nákladná „chytřejší řešení“. Důvodem je především rozvoj obnovitelných zdrojů

• Foto

 Od roku 2010 buduje například společnost B:Tech z Havlíčkova Brodu tzv. Celosvětový dispečink, resp. virtuální elektrárnu pro společnost Green Gas DPB a.s., která se zaměřuje na průzkumné vrtné práce, zajištění bezpečnosti v dolech, distribucí methanu a výrobou elektřiny a tepla. Akci předcházela výstavba energetického dispečinku v roce 2006 pro Green Gas DPB, a.s., která přešla do budování 1. etapy celosvětového dispečinku, v rámci něhož se v Ostravě sloučil energetický a plynový dispečink (Pozn: GreenGAs DPB, a.s. - do února roku 2008 byla firma součástí holdingu OKD, a.s. V dnešní době je firma součástí Green Gas International B.V.). Jde o virtuální elektrárnu, která umožní z jednoho místa řízení a regulaci dodávek methanu a dusíku, monitoring, regulaci výkonu kogeneračních jednotek a analýzu technologie a reporting,“ vysvětlil Josef Géba z firmy B:Tech. K základním prioritám virtuální elektrárny patří robustnost, rozšiřitelnost, hlavně pak multiregionální využití, nezávislost na přenosovém médiu a snadná modifikovatelnost. „V současnosti provozuje společnost GreenGas na celém světě podobných zařízení jako je v Česku několik. Jde o desítky zařízení např. v Německu, Belgii, USA a Ukrajině. Všechny kroky ve výstavbě jsou koncipovány tak, aby měl zákazník možnost propojit tato zařízení s právě námi budovaným celosvětovým dispečinkem,“ řekl J. Géba. Smyslem výstavby celosvětového dispečinku je především úspora provozních nákladů, zvýšení provozní spolehlivosti a bezpečnosti, ochrana investic a personální zastupitelnost.

Akumulace je jediným způsobem, jak dostát požadavkům na minimální výkyvy výroby z OZE
Zajímavým tématem konference byly novinky v oblasti nejmodernějších technologií pro akumulaci elektrické energie. „V New Yorku je v současnosti instalována akumulační technologie v objemu 30 MW. Jde o Li-ion baterie (jsou založeny na lithium iontové technologii. Li-ion nabíjecí baterie se vyznačují velmi vysokou kapacitou. Známe je především z našich mobilních telefonů) a dále pak setrvačníky. Obě technologie jsou určeny k regulaci frekvence v síti,“ řekl Jan Baláč z firmy LEEF Technologies. Podle něj bude růst význam akumulace tak rychle jak se budou rozvíjet OZE, čili, podle něj velice rychle. „Akumulátory budou schopny reagovat rychle na měnící se výkon, budou hrát roli na všech napěťových úrovních a ve všech segmentech energetiky,“ říká. V USA jsou akumulátory chápány jako podpůrné služby. Regulací frekvence poskytují technologie s vysokým poměrem výkon/energie. Typickou konfigurací je 1MW/250 kWh. Akumulátor často a rychle mění svůj režim a udržuje si tak schopnost poskytovat regulační služby. „Je to velice důležité, například Japonsko vyžaduje maximální výkyv výroby z OZE +/- 10 % v libovolném 20minutovém intervalu. Akumulace je jediným způsobem, jak těmto požadavkům dostát,“ dodal. Jednou z otázek z pléna byla ta na recyklovatelnost baterií. „Z 80 % jsou baterie již nyní recyklovatelné a v této oblasti jsou předpisy již dnes velice přísné a dále se zpřísňují,“ ujišťoval přítomné J. Baláč, stejně tak i v případě dotazů na dostatek zásob lithia na zemi.

Zásobníky v praxi
Význam akumulace elektrické energie potvrdil na konferenci i Jiří Roubal, specialista společnosti ABB. „Význam akumulace podtrhuje několik známých faktorů. Především vyrábíme elektrickou energii v problematicky regulovatelných zdrojích, navíc v době, kdy pro ni není uplatněn a potřebujeme využít akumulované elektrické energie k pokrytí spontánně vzniklé spotřeby. Potřebujeme vytvořit lokální zásobu elektrické energie jako krátkodobou zálohu pro překlenutí výpadku hlavního zdroje nebo nadřazené sítě,“ řekl J. Roubal. Podle jeho slov existuje několik možností akumulace, přičemž komerční využití je stále častější. Jako příklad uvedl zásobník špičkové elektrické energie BESS (Battery Energy Storage System) pro distribuční společnost GVEA (město Fairbanks, Aljaška, USA). Používá se jako přechodná záloha pro překlenutí doby od výpadku přívodního vedení do oblasti do startu záložních generátorů v zimním období, kdy teploty klesají až k -40°C. Veškerá infrastruktura (voda, odpady a další) je vyhřívána elektrickými kabely a v extrémních (zejména nočních) mrazech může doba od výpadku nadřazené sítě do startu generátorů způsobit její zamrznutí,“ vysvětluje specialista ABB. Zásobník elektrické energie je tvořen 13 760 nikl-kadmiovými články. Články jsou vyrobeny vesměs z recyklovaného materiálu. Parametry zásobníku při spotřebě jsou 40 MW po dobu 6 až 7 minut, 27 MW po dobu 15 minut.
Druhým příkladem aplikace je zásobník BESS, který slouží pro napájení plnících stanic zemního plynu autobusové společnosti Metropolitan Transit Authority Long Island Bus Company (LIB). Použití jako systém akumulace, který se nabíjí v době, kdy místní distributor New York Power Authority (NYPA) poskytuje výhodný tarif (v noci) a slouží jako zdroj pro provoz plnících stanic přes den. „Dříve LIB provozoval plnící stanice v noci a využíval standardní noční tarif poskytovaný NYPA. Úspora byla ale z jisté části devalvována zvýšením nákladů na obsluhu (práce v noci). Díky vybudování BESS nyní může distributor NYPA řídit nabíjení podle svých požadavků, což mu umožnilo nabídnout LIB speciální, ještě výhodnější tarif, a LIB může provoz plnících stanic orientovat do pro něj nejvýhodnější doby s ohledem na náklady na jejich obsluhu,“ vysvětlil J. Roubal. Zásobník DC elektrické energie je tvořen 320ti NaS bateriemi, každá se sestává z 320 článků. Parametry zásobníku činí 1MW po dobu 6,5 hodin.
„Většina systémů akumulace je závislá na pokračujícím základním výzkumu a vývoji. V této oblasti se stále ještě očekávají zásadní inovace (supravodivost, elektrochemické články, vodíková energetika). Rozhodujícím technologickým trendem v oblasti akumulace je využití výkonové elektroniky a nových typů akumulátorů i principů akumulace stejnosměrného proudu. Je bezpodmínečně nutné věnovat pozornost související obecné i konkrétní (připojovací podmínky, pravidla provozu, …) legislativě,“ dodal J. Roubal.

Smart Grids = bude elektřina pro konečného zákazníka levnější?
Velkým tématem konference a následného diskuzního fóra se stala problematika Smart Grids. „Výroba elektrické energie je v dnešní době stále více a více obohacena o lokální zdroje, na což nejsou zatím koncipovány distribuční sítě. Proto nastává technologický rozvoj ve výstavbě distribučních sítí a sílí tlak Evropské unie na zavádění konceptu a funkcionalit v oblasti Smart Grids,“ vysvětlil důvody rozvoje chytrých sítí,“ Martin Machek z ČEZ. Jeho slova doplnil Radomír Labuť z ČEZ Měření, který uvedl, že Evropská unie plánuje (po vyhodnocení zavedení chytrých měřících přístrojů v rámci pilotních projektů, které se uskuteční 3. září 2012) masivní zavedení inteligentní měřicích systému ve všech členských státech „Systémy by měly podpořit účast spotřebitelů na trhu s dodávkami elektřiny. Pokud vyhodnocení instalací dopadne pozitivně, musí být do roku 2020 vybaveno chytrými měřícími systémy alespoň 80 % spotřebitelů,“ představil plány Unie R. Labuť. Následně byli přítomni seznámeni s aktuálním stavem pilotního projektu Smart Grids v Česku – Smart Region ve Vrchlabí. „V současné době implementujeme chytré měřicí přístroje na menším uceleném území - lokalitě Liští Kopec. V rámci této lokality bude zapojena kogenerační jednotka vhodného výkonu 1,2 MW, budeme mít možnost vytvoření bilančně vyrovnané oblasti – ostrovního provozu, v rámci kterého chceme optimalizovat spotřebu pomocí automatizačních a monitorovacích prvků - AMM. Provedeme taktéž multiutilitní měření a indikace elektrických veličin ve vybraném domě,“ vysvětlil M. Machek s tím, že následně, od roku 2012, budou do projektu zapojovány další části Vrchlabí. V letošním roce se taktéž naplno rozběhlo nasazení dobíjecích stanic e-mobility v městě Vrchlabí, pokročila i příprava, výstavba a zapojování decentralizovaných výrobních zdrojů (KVET) do sítě.

Jak poznamenala část přítomných, není zatím přesně analyzováno, například jaký finanční efekt by ze Smart Grids mohl mít koncový zákazník mít. „Smart Grids by mělo přispět ke zvýšení bezpečnosti dodávek a snížení nákladů, což je především přínos pro výrobce. Koncovému zákazníkovi ale určitě umožní chytré sítě prostor pro úspory i lepší plánování spotřeby. Zda díky Smart Grids bude v konečném důsledku elektřina levnější, nejsem schopen zodpovědět,“ řekl M. Machek.  Zásadní otázkou zůstává, kdo výstavbu chytrých sítí zaplatí. Pilotní projekty z drtivé části financují energetické firmy s přispěním dodavatelských společností. Při masivním rozvoji Smart Grids se přitom počítá i s přímou účastí odběratelů, a to nejen při nákupu inteligentních spotřebičů, ale i se spolufinancováním modernizace sítí. Část nákladů se zřejmě promítne i v konečných platbách za elektřinu. Přínos ve formě úspor má ale vše několikanásobně kompenzovat. Další otázkou je to jak naloží energetické firmy s informacemi, které prostřednictvím chytrých sítí získají. V konečném důsledku mohou zjistit, jakými spotřebiči jsou domácnosti vybaveny nebo kdy jsou jejich obyvatelé doma.

Autor

• Ing. Cieslar Stanislav