Zatmění Slunce v Německu, solární velmoci

Země s největším instalovaným výkonem fotovoltaických elektráren na světě se bude potýkat s neobvyklým problémem, průchod Měsíce před Sluncem způsobí zítra, 20. března, zatmění Slunce.

V ranních hodinách bude možné tento jev pozorovat nad Evropou a bude to jedinečná výzva zejména pro Německo, světového lídra ve výrobě energie z fotovoltaických elektráren, který produkuje zhruba čtvrtinu veškeré solární energie na světe. Vlivem německého přechodu na obnovitelné zdroje – Energiewende bude mít navíc závislost německé soustavy na obnovitelných zdrojích v budoucnu stoupající tendenci. Odborníci vidí v zatmění možnost prověřit, jak rozvinutá a flexibilní současná německá síť je. Výsledky mohou být užitečné pro světový přechod od fosilních paliv.

Jediné obydlené lokality, kde zítra nastane úplné zatmění Slunce, jsou Faerské ostrovy a norské souostroví Svalbard v Severním ledovém oceánu. Další lokality zaznamenají částečné zatmění, v Německu a dalších zemích střední Evropy bude sluneční disk v maximální fázi zakryt zhruba ze 75 %.

Poslední zatmění Slunce takového rozsahu v Evropě nastalo v roce 1999. Tehdy byla z energetického pohledu poněkud rozdílná situace – Německo vyrábělo v solárních elektrárnách méně než 1 % ze své celkové produkce elektřiny, nyní je vzorem co se solární energie týče, kdy se 1,4 milionu solárních zařízení podílí téměř 7 % na německém energetickém mixu. Do roku 2050 je navíc v plánu pokrytí 80 % spotřeby pouze z obnovitelných zdrojů.

Podle Evropské sítě provozovatelů elektroenergetických přenosových soustav (ENTSO-E) se očekává 50% pokles dodávky energie z Německa a 21% z Itálie a bude se jednat o první zatmění, které bude mít vliv na provoz Evropského energetického systému.

Hrozí Německu blackout?

Během posledních několika měsíců kolovala v německých mediích otázka, zda je možné, aby tato situace vyústila až v blackout, jedná se totiž o skutečně velkou výzvu. Předpokládaná výroba ze solárních elektráren za jasného dne klesne zhruba z 18 na 9 GW a poté opět vzroste na 26 GW a to vše během pouhých několika hodin.

Největším problémem nebude ani tak snížení výroby v důsledku poklesu slunečního svitu, jako spíše nárůst následující po opětovném odkrytí Slunce. Je to dáno hlavně časem, v Berlíně začne zatmění v 9:38, v době, kdy ještě Slunce tolik nesvítí, ale končí v 11:58, zrovna když  bude vysoko na obloze.

„Během jedné nebo jedné a půl hodiny bude nutno regulovat výkon z 9 na 26 GW,“ říká Bruno Burger z Fraunhoferova institutu pro solární energetické systémy. „Jelikož nemáme dostatečné akumulační kapacity, bude nutné vyrábět přesné množství energie, které bude právě spotřebováváno,“ dodává. To znamená, čím slunnější pátek, tím větší rozdíly bude nutno kompenzovat. Ovšem zatímco zatmění je jev zcela předvídatelný, počasí 20. března s takovou jistotou určitě ne, proto musí být provozovatelé sítí připraveni na nejextrémnější případ. Extrémním výkyvům nasvědčuje i předpověď, podle které by mělo být na většině území Německa jasno s oblačností pouze na severu území.

I přes výše zmíněné se odborníci shodují, že je nepravděpodobné, aby toto zatmění způsobilo přerušení dodávek energie. Přípravy na tuto situaci probíhají už několik měsíců. A i přes to, že by oblačný den značně zjednodušil regulaci této situace, jelikož by zmírnil efekt zatmění, provozovatelé německé soustavy doufájí v slunečný den. „Teprve poté bude možné skutečně důkladně otestovat celý systém a pokud se vše povede, být na sebe náležitě hrdí,“ říká Burger.

Regulace výkyvů

Zvládnutí celé situace bude záviset především na flexibilitě německé sítě v reálném čase. Naštěstí to je něco, v čem právě Německo vyniká. Jako důkaz svědčí impozantní spolehlivost při provozování soustavy, která pokrývá 17 % spotřeby ze solárních a větrných zdrojů. Na druhou stranu se méně mluví o problémech přenosové kapacity rozvodné sítě a využívání okolních států pro přenos energie do průmyslové jižní části země.

Jak budou a provozovatelé soustavy v Německu na zatměním způsobené výkyvy reagovat? S příchodem zatmění a strmým poklesem výroby ze solárních elektráren bude nutné využití rychlých zdrojů energie. Především využití energie uložené ve vodních přehradách, přečerpávacích elektrárnách a spuštění rychle najíždějících paroplynových elektráren nebo využití dodávek elektřiny ze sousedních zemí. Doplněním může být regulace poptávky – motivace odběratelů k odložení spotřeby v době první poloviny zatmění.

Opačný přístup se očekává v druhé polovině trvání zatmění, kdy výroba energie začne prudce růst. Energii bude nutné akumulovat zpět do přečerpávacích elektráren, bude ukončena výroba v paroplynových elektrárnách a dále bude možné přebytečnou energii exportovat do ostatních zemí.

Vzhledem k velké spolehlivosti německého energetického sektoru a dlouhému plánování této události se očekává bezproblémový průběh. Otázka ovšem zůstává, jak bude možné podobné situace řešit v budoucnu s rostoucím podílem obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny v celé Evropě.

Autor úvodní fotografie: Kevin Baird