Projekty 2018-09-19T08:16:23+00:00

DECENTRÁLNÍ ENERGETIKA, NEPŘÍMO ŘÍZENÉ SÍTĚ

Pojmy, konvence – pro účely tohoto dokumentu se dále rozumí:

  • Energetika = elektro energetika
  • Budova = jedna budova, více budov, které tvoří areál, z pohledu vztahu k síti jedno odběrné místo
  • Polosoběstačný systém = energetický systém v budově, který dokáže zajistit po určitou dobu zásobovat energií celou spotřebu budovy, nebo její vybranou část, obvykle zcela bez podpory vnější sítě
  • Aktivní místo = původní odběrné místo obsahující jeden nebo více zdrojů energie. Vůči síti vystupuje jako aktivní řiditelný prvek soustavy (odběr, netečné chování a dodávka není nahodilá)
  • Hybridní systém = sytém kombinující více zdrojů, úložišť energie, řiditelných a neřiditelných spotřebičů a řídící systém zajišťující vzájemnou koordinaci zdroj úložišť a spotřebičů.

HISTORIE

Současná energetika se přirozeně vyvíjí více než 100 let. Tento vývoj vykazuje řadu znaků, kterým odpovídá nastavení legislativy i zvyklostí v energetice. Je to zejména několik technických faktů, které mají kořeny ve fyzice. V porovnání s ostatními druhy energie se elektřina velmi dobře přenáší na velké vzdálenosti v obrovském množství. Klasické tepelné zdroje, na kterých současná energetika stojí, mají, zjednodušeně řečeno, tím větší účinnost, čím větší má instalovaný výkon. Tyto hlavní důvody vedly k současnému stavu, který jasně rozděluje zúčastněné subjekty na výrobce energie a provozovatele sítí, tedy profesionály na straně jedné a spotřebitele, kteří za energii platí. Fakt, že energie je přenášená po vodičích k jednotlivým zákazníkům zakládá absolutní technickou závislost spotřebitelů na profesionálech, provozovatelích technickým monopolů. Celé prostředí je tedy netržní, resp. jsou do něj implementovány pseudotržní principy. Tento současný stav je obecně považován za neměnný, je vnímán jako základní dogma energetiky.

NOVÉ PRINCIPY

rozvojem fotovoltaiky došlo k postupnému snížení výše podpory u nových zdrojů pod hranici pseudotržní ceny energie z pohledu drobného spotřebitele. Rozvoj nízkodotované fotovoltaiky přesto pokračoval i v roce 2013. Fotovoltaika má shodnou účinnost malého i velkého zdroje. Z titulu navýšení instalovaného výkonu není u fotovoltaiky získána základní technická výhoda, která by opravňovala vyrábět energii ve velkém a se ztrátami následně přenášet k zákazníkům. To je hlavní důvod k tomu, že fotovoltaika má přirozené místo v rámci drobných odběrných míst, kde se uplatní nejlépe. Fotovoltaika je elektronika, zatímco ostatní zdroje energie jsou strojírenské výrobky. To jednak zakládá předpoklad prudkého rozvoje jako tomu bylo a je v jiných oborech kde již elektronika svůj vliv uplatnila. Z hlediska neprofesionálního provozování zdroje je tento fakt také výhodný, protože je tento zdroj nenáročný na údržbu. Kromě toho tento zdroj nepoužívá žádné palivo. Tento fakt má jednak za důsledek neregulovatelnost rozvoje z pozice státní správy formou daní, či jiných restrikcí. Jednak tento fakt otevírá celou škálu technických úkolů k řešení, protože vyrábí energii někdy, zatímco k normálnímu životu a fungování firem je nutné mít energii k dispozici neustále. To je jistě základní nevýhoda tohoto zdroje, ale také příležitost pro ČR zúčastnit se hledání technických řešení, které tuto nevýhodu eliminují.

AKTIVNÍ MÍSTO

Přirozenou a účinnou metodou skutečného, technického řešení eliminace nestability fotovoltaiky je začlenění tohoto zdroje do polosoběstačného systému uvnitř odběrního místa. Jakmile se zajistí v rámci odběrního místa možnost využívat fotovoltaiku řízeně, tj. energii používat pro řízené spotřebiče a ukládat v době přebytku a následně použít později, je tento zdroj „zapouzdřený“ v rámci aktivního místa. Toto řešení zároveň umožní ze sítě odebírat řízeně v době přebytku na velkých zdrojích a popřípadě vlastní přebytky dodávat v době odběrních špiček. Takto zapouzdřené aktivní polosoběstačné systémy umožní současným spotřebitelům získat rovnoprávné postavení vůči současným energetickým profesionálům.

INTELIGENTNÍ ELEKTROMĚR

Zde je tímto pojmem myšlený elektroměr, který splňuje několik základních vlastností. Elektroměr pracuje v režimu nepřipojeném na dispečink obdobně jako současné běžné elektroměry. Ceny za odběr ze sítě a za dodávku do sítě nejsou pro majitele aktivního místa výhodné. V připojeném režimu je zajištěna možnost plynulé změny nabízené ceny za odběr a za dodávku energie v daném okamžiku. Připojení na dispečink je možné zajistit přes dnes běžně dostupné sítě, tj. internet. Připojení zajistí majitel aktivního místa, protože je pro něj výhodnější, aby elektroměr připojený byl. Zároveň musí být elektroměr vybavený běžnými komunikačními standardy pro řízení budov, aby řídící systém aktivního místa mohl podle nastavení, zásob energie, potřeb budovy a aktuálně nabízené ceny za dodávku a za odběr energii ze sítě odebírat, dodávat, nebo být netečný.

NEPŘÍMO ŘÍZENÉ SÍTĚ

Výše popsané principy umožní řídit vzájemné vztahy mezi velkým počtem drobných aktivních míst a sítí. Z několika důvodů není možné tyto aktivní prvky řídit přímo. Je to jednak proto, že předpokládaný počet aktivních míst je velký pro přímé řízení (cílově stovky tisíc), dále proto že dispečer sítě nemůže zhodnotit vnitřní stavy zásob energií a aktuální potřeby budovy a také proto, že majitel aktivního místo je technicky vybavený takže má rovnoprávné postavení a nebude přistupovat na řešení pro něho nevýhodná. Nepřímé řízení probíhá tedy na základě změny nabízené ceny pro dodávku a pro odběr. Toto řešení umožní využívat aktivních míst k oboustrannému prospěchu. Řešení umožňuje poněkud předimenzovat nestabilní zdroje v rámci aktivních míst, protože vzhledem k síti se nejeví jako nestabilní zdroje, jsou zapouzdřené v rámci aktivního místa. Řešení má některá základní technická omezení. Zejména neumožňuje korigovat rychlé změny v síti, reakční doby je nutné počítat minimálně v minutách až desítkách minut. Toto opatření je v porovnání s plnohodnotným smart-gridem extrémně levné, vyžaduje v podstatě jen zřízení centrálního dispečinku a osazení inteligentních elektroměrů. Je to první krok směrem ke smart-gridům, ale na rozdíl od zamýšlených projektů smart-gridů se může rozvíjet postupně a přirozeně s vývojem doplňovat a korigovat a ne jako uměle vytvořený, extrémně nákladný projekt od stolu.