Jít na vyhledávání

Virtuální elektrárny

Výklad

Současná energetika prochází významnou změnou, spočívající ve větším využívání alternativních zdrojů energie, ale i dalších výkonově malých neobnovitelných zdrojů, rozptýlených po celém území distribuce. Decentralizovaný způsob výroby elektřiny zatím úplně nenahradí výrobu elektřiny ve velkých centrálních elektrárnách. Spíše ji doplní a tím velké elektrárny, stále potřebné pro zajištění dodávky elektřiny pro průmysl, obchod nebo dopravu, odlehčí.

Decentralizovaný způsob výroby elektřiny bude využívat agregační výhody virtuálních elektráren (Zdroj: © leowolfert / stock.adobe.com)

Decentralizovaný způsob výroby elektřiny bude využívat agregační výhody virtuálních elektráren

Užitečným trendem v prosazování malých zdrojů v energetickém portfoliu může být jejich provozování v rámci virtuální elektrárny. Virtuální elektrárnou je vlastně skupina propojených decentralizovaných zdrojů energie, které mohou být fyzicky od sebe značně vzdálené, ale které z pohledu energetické sítě vystupují jako jeden celek. Výkon virtuální elektrárny je dán součtem instalovaných výkonů jednotlivých zdrojů a i v případě relativně malých jednotek může celkový výkon dosahovat ke stovkám MW, co je například výkon středně velkého uhelného bloku.

Součástí virtuální elektrárny může být malá solární elektrárna, stejně jako větrná, vodní nebo soukromá kogenerační jednotka (Zdroj: © DarwelShots / stock.adobe.com)

Součástí virtuální elektrárny může být malá solární elektrárna, stejně jako větrná, vodní nebo soukromá kogenerační jednotka

Z hlediska typu zdroje nemají virtuální elektrárny striktní omezení, mohou je tvořit větrné, fotovoltaické nebo malé vodní elektrárny, častými zdroji jsou také různé kogenerační a mikrokogenerační jednotky. Součástí virtuální elektrárny mohou být dokonce různá úložiště energie, ovladatelné zátěže a v budoucnu třeba bateriové systémy elektromobilů komunikujících s rozvodnou sítí. Klíčovou roli budou hrát virtuální elektrárny v koncepci chytrých sítí.

Řídicí středisko virtuální elektrárny může být umístěno zcela nezávisle na poloze jednotlivých zdrojů (Zdroj: © kosta_iliev / stock.adobe.com)

Řídicí středisko virtuální elektrárny může být umístěno zcela nezávisle na poloze jednotlivých zdrojů

Charakteristickým znakem virtuálních elektráren je řízení zdrojů, které ji tvoří, prostřednictvím společného řídicího systému, optimalizujícího a regulujícího společnou výrobu elektřiny v čase a místě podle potřeb energetické sítě. Virtuální elektrárna by měla být praktickou obdobou klasické elektrárny, ale využíváním výhod decentralizované výroby elektřiny je její provoz podstatně stabilnější, bezpečnější a také efektivnější při zabezpečování zásobování energií. Řídicí systém virtuální elektrárny využívá k zajištění svého chodu aktuální data energetické poptávky, měnící se ceny elektřiny, technologická omezení některých zdrojů a při zastoupení obnovitelných zdrojů také předpovědi počasí na nejbližší období. Vyhodnocením těchto dat vzniká provozní harmonogram řízení zdrojů s důrazem na minimalizaci nákladů na výrobu elektřiny při zajištění stabilních dodávek do sítě. Sdružení malých zdrojů do jediné virtuální elektrárny podstatně zvyšuje šanci na dobrou obchodovatelnost vyrobené energie na energetickém trhu.

Energie vyrobená zdroji virtuální elektrárny, řízenými optimalizačními algoritmy na základě zpracování množství dat je snáze obchodovatelná na energetickém trhu (Zdroj: © think4photop / stock.adobe.com)

Energie vyrobená zdroji virtuální elektrárny, řízenými optimalizačními algoritmy na základě zpracování množství dat je snáze obchodovatelná na energetickém trhu

Přechodem k decentralizovanému způsobu výroby elektřiny a vznikem virtuálních elektráren, jako agregátorů většího množství výrobních a spotřebních jednotek, se mění i léty prověřený trh s podpůrnými službami. Objevují se první vlaštovky certifikace virtuálních elektráren pro poskytování těchto služeb na podobné úrovni, jakou poskytují klasické výrobní zdroje. Přitom jednotlivý malý výrobce elektřiny by takovou možnost určitě neměl. Spojení a výroba v rámci virtuální elektrárny umožňuje optimalizovat zdroje tak, aby splňovaly požadavky kladené na podpůrné služby.

Bateriové úložiště a fotovoltaická elektrárna na střeše domu je základním článkem virtuální elektrárny propojující a zásobující elektřinou až 50 000 domů v Austrálii (Zdroj: © malp / stock.adobe.com)

Bateriové úložiště a fotovoltaická elektrárna na střeše domu je základním článkem virtuální elektrárny propojující a zásobující elektřinou až 50 000 domů v Austrálii

Ve světě se objevují první projekty virtuálních elektráren (například v Jižní Austrálii, Itálii nebo v Japonsku), založených výhradně na domácích fotovoltaických elektrárnách spojených s bateriovými úložišti elektrické energie. Umožňuje to stále zlevňující technologie jak fotovoltaických panelů, tak i baterií. Desítky tisíc domácností si budou samy vyrábět elektřinu a přebytky ukládat do baterií propojených v síti. Na efektivní využívání uskladněné energie bude dohlížet speciální software. Očekávaná úspora výdajů na energie se pohybuje na úrovni 30 % a návratnost vstupní investice na instalaci zdroje a zapojení do virtuální elektrárny je odhadována na 5 let.

Malé turbogenerátory a jiné mikrozdroje patřící průmyslovým podnikům mohou být výhodně začleněny do virtuálních elektráren (Zdroj: © OAT.SAMARTKUL / stock.adobe.com)

Malé turbogenerátory a jiné mikrozdroje patřící průmyslovým podnikům mohou být výhodně začleněny do virtuálních elektráren

Virtuální elektrárny mohou být užitečné i v případě větších průmyslových firem. Instalace vlastních zdrojů elektřiny spojených s bateriovým úložištěm jim pomůže vytvořit záložní systém, pokrývající krátkodobé výpadky napájení. Zvlášť důležité je to u nepřetržitě pracujících výrobních linek, kde každé zastavení znamená nezanedbatelné ztráty. Baterie pomohou plně překlenout výpadek trvající třeba jen zlomek sekundy, u delších intervalů bez proudu umožní dojezd linek do bezpečného stavu, z kterého je možné následné bezproblémové rozjetí. Větší baterie v průmyslových podnicích mohou v budoucnu pomáhat s vykrytím odběrových špiček a snížit tak hodnotu rezervovaného výkonu od distributora.

Moderní malá kogenerační stanice na okraji obydlené oblasti je jedním z mnoha zdrojů větší virtuální elektrárny (Zdroj: © Zigmunds / stock.adobe.com)

Moderní malá kogenerační stanice na okraji obydlené oblasti je jedním z mnoha zdrojů větší virtuální elektrárny

Vstup průmyslových firem do virtuální elektrárny s možností částečné regulace jejich zdrojů a regulací jejich spotřeby může vytvořit regulační výkon v řádu stovek megawattů. Výhody tohoto spojení lze spatřit na straně distribuce v podílu na stabilizaci sítě i na straně jednotlivých podniků, participujících na zisku z prodeje regulační energie, prodávané na vnitrodenním trhu s elektřinou. A to vše bez rizika vzniku jakékoliv škody spojené s procesem regulace.

Specifickou virtuální elektrárnou v rámci České republiky je sdružení 129 kogeneračních jednotek provozovaných společností ČEZ Energo. Jednotky jsou instalovány v teplárnách, průmyslových podnicích, v obcích v rámci CZT, ale i v hotelích, nemocnicích nebo školách prakticky ve všech krajích. Jsou řízeny z jednoho centrálního dispečinku a představují zdroj elektrické energie o celkovém výkonu přes 100 MW. Výhoda spojení všech kogeneračních jednotek do virtuální elektrárny spočívá ve výhodnější ceně nakupovaného plynu (sleva díky většímu objemu) a vyšší prodejní ceně vyrobené elektřiny, než na jakou by dosáhli provozovatelé samostatných kogeneračních jednotek.

Vrátit se nahoru
detail