Microgrids s obnovitelnými zdroji energie? Ano!

Přenosová a distribuční soustava v Evropě poskytuje vysoký standard spolehlivosti dodávky elektrické energie, takže si už ani nedovedeme představit výpadek delší než několik minut. Vedeme dlouhé debaty o výhodách a nevýhodách různých typů technologií, „šílenství“ strany Zelených v Německu a dopadech instalace OZE na provoz sítí, ceny elektřiny a celkovou stabilitu soustavy. Řešíme (ne)bezpečnost jaderné energetiky, množství emisí z uhelných elektráren, těžební limity, výkupní ceny z OZE atd. Názor má každý, ať už se k němu hlásí aktivně, nebo jej prezentuje anonymně na sociálních sítích. Zkrátka dopřáváme si luxus možnosti volby toho, jaký zdroj nám má večer rozsvítit LED žárovku na nočním stolku.

Energetická soběstačnost jako volba i nutnost

Máme možnost jít „off-grid“ a postavit si energeticky soběstačný dům, ačkoli se to zatím moc finančně nevyplácí a za skutečný komfort srovnatelný se síťovou energií zaplatíme neúměrně více. Možnost tady ale je a stále více lidí ji využívá. S rostoucím zatížením sítí v důsledku přenosu velkých výkonů (například množství větrných elektráren na severu a naopak velká spotřeba na jihu Německa) nabývá na intenzitě debata o vhodnosti microgrids, které budou soběstačné. V případě potřeby budou v ostrovním provozu a co si vyrobí, to si také spotřebují, případně mohou soustavě vypomoci.

Ale co regiony, které ten luxus nemají? Lidí, kteří elektřinu nemají vůbec, natož aby si mohli vybrat její zdroj, je na světě více než miliarda. Tento trend se kvůli rychlosti růstu populace v dohledné době měnit nebude. Ti, kteří žijí v odlehlých komunitách (původní obyvatelé v Austrálii a Americe), lidé v horách mimo civilizaci, vesnice v Číně a Indii, které nemají čím topit a na čem uvařit, se tak často k elektřině dostanou jen díky dieselovým motorgenerátorům. Ty ve své době představovaly nejlepší možné řešení a stále jsou velmi rozšířeným standardem. ComAp, firma s českými kořeny, již přes 25 let dodává oblastem bez elektrifikace řídicí systémy právě na motorgenerátory (gen-sety), a umožňuje tak přístup k elektrické energii 24 hodin denně.

Integrace s nekonvenčními zdroji energie

Naftový motorgenerátor je konstrukčně relativně jednoduchý a do jisté míry i bezúdržbový, vyžaduje „jen“ naftu a olej, je spolehlivý a s dobrým řídicím systémem funguje automaticky bez přítomnosti operátora. Nicméně v době boomu vývoje nových technologií a současného tlaku na snížení produkce emisí a skleníkových plynů ve jménu boje s globálním oteplováním by bylo krátkozraké nerozšířit možnost dodávky energie uživatelům i o obnovitelné zdroje. Výhody jsou nesporné – snížení míry znečištění ovzduší, snížení spotřeby nafty a zlevnění provozu bez negativního vlivu na bezpečnost a spolehlivost dodávky.

Majitelé a provozovatelé motorgenerátorů často musí inovovat stávající řídicí systém, pokud chtějí gensety integrovat s obnovitelnými zdroji energie. Nejčastěji se jedná o kombinaci s fotovoltaickými panely a/nebo větrnými turbínami. Mnoho zákazníků poslední dobou zvažuje i možnost využití baterií, které, pokud jsou dobře navrženy vzhledem k diagramu zatížení, mohou významně zkrátit dobu provozu gensetů. Ty se tak nemusí provozovat naprázdno jako točivá záloha pro případ výpadku výkonu při poklesu nebo úplném přerušení dodávky výkonu z OZE z důvodu bezvětří nebo zatažené oblohy. Právě vhodná velikost OZE vzhledem k zátěži a instalovanému výkonu v motorgenerátorech je klíčová pro zajištění vysoké efektivity provozu a zajištění relativně rychlé návratnosti investic do pořízení OZE či baterie.

Řídicí systém ComApu zajišťuje nejen bezproblémové propojení gen-setů s OZE a bateriemi, ale zároveň maximalizuje využití výkonu z OZE a hlídá úroveň zatížení motorgenerátorů v dovolených mezích. Zaručuje spolehlivost dodávky v případě výpadku výkonu z OZE okamžitým nastartováním gen-setů, které zajistí nepřetržitou dodávku koncovým uživatelům bez rizika blackoutu.

Profil autorky:

Ing. Petra Píclová je absolventkou Elektrotechnické fakulty ZČU v Plzni, oboru Elektroenergetika. V ComApu začala pracovat na pozici Produktové manažerky pro síťové ochrany, později zastávala pozici Aplikační inženýrky pro hybridní systémy. Nyní je vedoucí divize Obnovitelné zdroje, v níž se specializuje se na oblast microgrid aplikací s hybridními systémy na výrobu elektrické energie.