Ekologické bydlení

Rodinný dům, nízkoenergetické bydlení, zelená úsporám
   hledat:
12. 11. 2014 v rubrice energie

Německo se rozhodlo, že se do roku 2022 zbaví jaderných elektráren. A do roku 2035 chce až 60 % pokrýt z obnovitelných zdrojů. V tom mu pomohou mimo jiné i obří baterie.

Baterie o kapacitě 5 MWh německé společnosti Wemag AG. foto: Younicos AG

Baterie o kapacitě 5 MWh německé společnosti Wemag AG. foto: Younicos AG

Už dnes pokrývají v některých oblastech Německa, např. na severu, obnovitelné zdroje více než 80 % spotřeby. Platí to zejména pro oblast Meklenburska při pobřeží Baltského moře, kde rostou nové a nové pobřežní větrné elektrárny.

Právě ty tam ale v energetické rozvodné síti působily až dosud nemalé problémy. Obnovitelné zdroje jako vítr a slunce mají problém v tom, že jsou nestálé – a nestálé jsou tedy i dodávky elektřiny z větrných turbín či solárních panelů.

>>> ČÍST CELÝ ČLÁNEK <<<

 redakce
Diskuse
  1. Carlos:

    to: Energetik
    Tak takovou instalaci bych chtěl vidět, holé vodiče na izolátorech, super pro industriální fotku.

    Jak jsem říkal, beru to už jako takové cvičení :)

    Myslím že za jistých okolností by mohlo dojít k tomu že by měniče mohly rozhodit i tu regulaci v elektrárně, ale tím si nejsme jistý. V USA někdy po válce měli myslím zapojená na dlouhých vedeních do továren kompenzační soustrojí se setrvačníkem.

    Hodně zajímavá stránka, akorát tam na osciloskupu vidím jenom obdélníky. Ale jak jsem pochopil, tak teď se už bavíme o ostrovních systémech.

    Supravodiče taky sleduji, zlepšuje se to, ale pořád to chce dost chladit. Někdy teď myslím dávaly do provozu několikakilometrovou linku, ale pořád je to potřeba chladit celkem dost.

    Když jsme u těch 48V tak se dá použít 2×24 a to už jsme skoro tam kde pracuje hodně zařízení, ale pořád by to bylo hodně Amper.

    Nevím jak to máte řešené v té kotelně, ale nebyl by lepší systém s přímým ohřevem? (jestli jde o solární kolektory)

    Ten vypinač vypadá jako něco z fabriky, nebo elektárny, mě se podařilo nějaké obrázky něčeho co bylo v bytech teké najít, ale ty se nepodobají tomu vašemu, ale obyčejným otočným. Pátral jsem trochu po tom jakébyly vypinače, kupodivu ne moc odlišné od dnešních

  2. Anonym:

    to: Energetik
    O obloucích vím, ale také kde je psáno že by nemohly být ve vypinačích polovodiče, kde by takové problémy nevznikaly. (cena pak jde nahoru, ale o kolik je otázka, úbytek na tranzistoru je několik voltů, maximálně, pokud je plně otevřemý. FET tranzistory 400V 10A stojí pod 50Kč.

    Myslím že cenu zvyšuje velmi malá rozšířenost a tedy i malé výrobní objemy, komponent pro DC.

    Myslím že jističe DC jsou levnější než chrániče, tam se musí udělat jen dostatečná mezera aby se to rozeplo, v jističi jsou myslím tepelná a nadproudová ochrana, které, jedna nebo druhá, způsobují rozpojení, kdežto u chrániče se musí zjistit rozdílový proud (max 30mA), to se u AC dělá jednoduše, u DC je tam v tom njespíš i nějaká hallova sonda, nebo něco takového, rozhodně složitější obvod, než u AC.

    Jinak pro 48V rozvod se běžně dodává celý sortiment zásuvek a dalších věcí.

    • Carlos:

      Omluva, zapomenul jsem vyplnit nick

    • Energetik:

      Jenže jsou zařízení a místa kde nelze polovodiče použít. Například u tepelných spotřebičů, bojler atd.. tam musí být zajištěno dokonalé rozpojení (s určitou mezerou mezi kontakty) všech pracovních vodičů, nezávislé na napájení. Jako bezpečnostní termostat nelze polovodiče použít ani při požadavku na dokonalé rozpojení obvodu. Například polovodičovými relátky SSR prochází stále malý proud i při „rozpojení“ polovodiče.

      Ten DC chránič má také trvalou spotřebu pro napájení jeho elektroniky a je napěťově závislý. Když tu elektroniku zničí nějaká napěťová špička tak jeho spolehlivost nebude nižší než v případě AC chrániče s porovnávací cívkou.

      Vždyť píšu do 60Vdc není problém a na trhu toho je spousty. I osvětlení (LED úsporky) by se dalo v domě realizovat na 60Vdc při použití standardních komponentů na trhu. Ale zásuvky 230Vac/16A dávají spotřebičům 3,68kW. Pokud by tam mělo být jen 60Vdc tak je to jen 960W. Pro stejný výkon by tam při 60V muselo téct skoro 62A a tomu by odpovídali ztráty a také by tomu musel odpovídat průřez vodiče. Tedy při 60Vdc kabely jak ruka.

      Navíc ty střídače u fotovoltaik a větrníků vyhledávají také optimální pracovní bod (MPPT). Takže bez DC/DC měniče by se to stejně neobešlo. Jinak by zisk energie mohl klesnout až o 30% v případě FVE. A jestli tam je DC/DC nebo DC/AC měnič je už celkem jedno.

      • Carlos:

        Řešení by se našlo, ale berme to spíše jako takové cvíčení už, ne?

        Co to udělat tak že tam budou za sebou prostě dva spínače? Mechanicky a polovodičový? Vypne polovodič, nebo omezí proud a vypne o malý moment později i mechanický, to už by šlo, ne?

        Ano ztráty by byly obrovské při tom proudu, to vím, nicméně já bych řekl že se běžné vybavení (nepočítám troubu, bojler, vysavač a fén, přímotopy také ne), dalo do té spotřeby vlézt, tedy co se týče malých spotřebičů.

        Jde ale ještě o jednu věc, i když má DC/AC měnič něco co nazveme hrubou modulací a z toho pak dělá sinus, ztráty tam budou asi vyšší, než u obdélníku. Ale největší problm je to že se může měnit v krátkém období tok výkonu. A může to měnit v oblasti frekvenci sítě a také měnit směr toku výkonů. Takto by to zůstalo v jedné oblasti, kde by to chytala baterie. U AC bude muset být navíc nasazena i digitální technika propojená s elektroměry, tedy asi plný smart grid.

        Nicméně by mne zajímalo jak tedy tahání oblouků ve vypinačích řešil pan Křižík musel na to být jednoduchý způsob. :)

        Trhal jsem sice starou elektroinstalaci (měď cca 1920, možná původně na 110V, nevím) byla v lepším stavu než ten hliník v nových příčkách, ale DC vypinač jsem tam nenašel abych jej prozkoumal. (Ani jako relikt, protože to město mělo S.S. elektrárnu a napojovalo se na Oslavany až někdy po roce 20, ale ne zase pozdě, přičemž původní elektrárna ještě snad jistou dobu běžela. A zbytek úplně původní elektroinstalace, 2 izolátory na stěně pro vedení kabelů jsem našel, takže tam DC být kdysi muselo)

        • Energetik:

          Pokud tam bude polovodičový a mechanický spínač tak to míru bezpečnosti nemění. Pokud se ten polovodič prorazí, tak ten mechanický to nezvládne a jsme tam kde jsme byly. Pořád to bude z bezpečnostního hlediska záviset na tom polovodiči. Navíc to bude mít trvalou spotřebu pro ovládání.

          Pokud na to nepojede vše (trouba, bojler atd…) tak je to snad mimo osvětlení zbytečné, protože jen osvětlení se standardně tahá zvlášť. Je možné udělat rozvod v domě do 60Vdc na osvětlení a zásuvky do cca 0,9kW, ale mít 230Vdc (325Vdc) pro zásuvky a spotřebiče 3kW je šílenost která se už nevyplatí. Zkoušel jsem to navrhnout. To už je výhodnější ubastlit jednoduchý střídač s mikroprocesorem a několika MOSFETy a tlumivkou (cca 2000Kč) a mít v baráku standart 230Vdc. Spotřeba mikroprocesoru a ztráty na těch MOSFET budou zanedbatelné. Navíc ty polovodiče stejně navrhujete dát do vypínačů, takže jestli budou ve vypínačích nebo jako jeden centrální střídač je myslím vhodnější.

          Ale i ten bojler je za určitých podmínek realizovatelný na nízké DC napětí. Zrovna řeším akumulační nádrž 1000l se dvěma topnými tělesy na 48Vdc 3x800W, ale zdroj je jen cca 5m daleko, přes stěnu kotelny. Jít na 230Vdc je problém a pochopil to i pan Oplocký a proto dělá jednoduchý střídač:
          http://oplocky.cz/
          http://forum.tzb-info.cz/123674-automaticka-regulace-boileru/strana-8

          Ano ztráty při generování sinusového průběhu jsou o spínací ztráty na výkonových polovodičích a ztráty na tlumivce o něco větší než při generování obdélníkového průběhu. Jsou to ale jednotky W.

          Změna frekvence v nějaké oblasti nějaké velké sítě je nesmysl. To není technicky ani fyzikálně možné. Frekvence v síti dle zatížení kolísá, ale v každý okamžik je všude stejná, jak v Praze tak Brně i Ostravě. Není možné aby se nějaká elektrárna rozhodla že bude generovat větší frekvenci, jednak by se po několika kmitech potkali sinusovky v protifázi a za druhé by musela mýt takový výkon aby přetočila do vyšší frekvence všechny ostatní elektrárny (jejich generátory by přešli do motorického chodu) a zároveň jako jediná by musel utáhnout veškerou spotřebu v síti.
          A to co mění frekvenci v síti na základě zatížení jsou točivé generátory, střídače fotovoltaik a větrníků nemají generátor frekvence takže neudávají frekvenci v síti. Frekvenci v síti mohou ovlivňovat pouze nepřímo dle poklesu zatížení sítě. To ale dělá každý spotřebič a na to jsou regulátory otáček které to v elektrárnách řeší.
          Navíc většina nových střídačů poskytuje zdarma síti systémové služby a regulují svůj výkon dle frekvence a místního přepětí nebo podpětí v síti.

          Popis takového DC vypínače je zde:
          http://www.ebastlirna.cz/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=67011&highlight=
          V obýváku na stěně bych ho tedy nechtěl.

          Jo kdysi to bylo možné, nebyly normy, bezpečnost na 0, spotřebiče jen žárovky občas motor. I já jsem viděl starou a ještě nedávno funkční elektroinstalaci ve sklepě holími vodiči na izolátorech. Spotřebiče se připínaly krokodýlky kdekoliv po trase vedení. Ono to DC napětí není tak životu nebezpečné jako to AC a tak to moc neřešili.

          Jo až budou supravodiče, tak to bude o něčem jiném. To potom bude v síti třeba jen 12Vdc a vodiče o rozměru tkaniček od bot přenesou při tomto napětí megawatty. A 12Vdc velký oblouk nenatáhne a také toto napětí nikoho nezabije. V tomto vidím nějakou naději.

          • Energetik:

            Oprava:
            „To už je výhodnější ubastlit jednoduchý střídač s mikroprocesorem a několika MOSFETy a tlumivkou (cca 2000Kč) a mít v baráku standart 230Vac.“

        • Energetik:

          Ještě k tomu smart grid.
          Dalo by se zjednodušeně říct že díky AC síti spolu všechny elektrárny na nejnižší úrovni „komunikují“. Díky kolísání frekvence každá elektrárna v každém místě sítě ví jaký je aktuální poměr výkonu a příkonu v celé síti. To si může také každý vyhodnotil i doma:
          http://rayer.g6.cz/elektro/mainscnt.htm

          Já toto beru jako jednoduchý základní „smart grid“.
          Pokud by se přešlo na DC síť, tak přijdeme i o tento „komunukační“ kanál mezi elektrárnami a spotřebiči. A výkon by se musel regulovat pouze dle napětí v síti, ale to je značně ovlivněno zatížením a úbytky napětí. Takže napětí v síti by značně kolísalo a také by mohlo hrozit rozkmitání celé sítě. Nebo by se museli vymyslet a vytvořit další komunikační kanály po kterých by mezi sebou spotřebiče a elektrárny komunikovali.

          Dalším současným stupněm „smart grid“ je operativní řízení HDO, ale to je ČR často degradované na pouhé časové spínaní spotřeby bez návaznosti na zatížení sítě. Bohužel tuto původně dobrou myšlenku operativního HDO zlikvidoval deformovaný „trh“, takzvaně „nezávislé“ ERÚ a zákony a vyhlášky. Ono je totiž pro některé zdejší energetické firmy výhodnější síti „škodit“ a následně kasírovat peníze za systémové služby. A smart grid by jim tento penězovod přerušil.
          Smart grid možná někdy v budoucnu až to tu nebudou ovládat mafie.

          • Carlos:

            No to je problém, ale ten problém vznikl už někdy za první republiky kdy se schválil zákon o vybudování velkoelektráren a už tehdy se proti tomu stavěli jak existující energetické firmy, tak snad i někteří lidé. http://www.zlin.estranky.cz/clanky/batuv-system–batismus-/o-batovi-v-senatu-viii_.html

            Můžete si tam najít jak to bylo s cenami. Situace je myslím zase skoro stejná.

  3. hariprasad:

    Zase tak přehnaně velké to není. Na pozemek by se vešly dvě, a pokud je to, co není v záběru nezastavěné, tak klidně čtyři.

    • Carlos:

      No velké, jak se to vezme, jako baterie to velké je :) Nicméně to rozhodně není první komerční instalace bateriového systému v Evropě, nedalo by mi mnoho práce a našel bych mnoho článků o elektrárnách z 19. století, které měly baterie jako zálohu.

      Nicméně to pořád bude trpět jedním problémem, zpětnou konverzí na stř. spoud. Pokud máme v budoucnu stavět zejména na OZE, pak se s moderními polovodiči možná může opět jako výhodnější jevit proud stejnosměrný. Ale to už by záleželo na konkrétním návrhu, ono při trojvodiči a napětí na zdroji 480V (pokles o 20V celkem ke spotřebiteli, v nejhorším případě tj. na 2x230V) představuje asi jen asi 4% tepelných ztrát), ale na druhou stranu je to počítáno pro plnou zátěž a ta by jistě tak často nenastávala.

      Vzhledem k tomu že moderní spotřebiče mají skoro výhradně spínané zdroje s usměrňovači, nemusel by u těchto spotřebičů být problém s přechodem na DC, ovšem některé spotřebiče by problém mohli mít, tedy by bylo nutné vytvořit standardní DC zásuvku pro celosvětové použití, také standardizace napětí by mohla výrazně pomoci.

      Každá velká budova, nebo určitá oblast by měla v určitém místě takovouto stavbu, kam by byla přivedena elektřina zvnějšku, tam by se nabíjely bateriea a provádělo řízení onoho úseku v síti, toho, kolik energie půjde ze sítě do baterií, kolik se jí vyrábí, spotřebovává samozřejmě by mohla mít i další funkce.

      Pokdu by měla být schopná provozu 5h na maximální výkon, pak proud z „elektrárny“ by dosahoval až skoro 2090kA, to je celkem dost, ale oblast by se mohla takto dlouho udržet bez vnějšího napájení, třeba při kalamitě, v případě že by v síti byly zapojeny lokální zdroje, třeba solární elektrárny, nebo nebyla zatížena na maximum, pak by možná vydržela ještě déle.

      Stále by mne ale zajímal životnost takového systému. Možná budeme ještě překvapení.

      • Energetik:

        Němečtí distributoři energie Tennet a TransnetBW vyprojektovali nové HVDC vedení mezi severem a jihem Německa SuedLink.
        http://www.solarninovinky.cz/?zpravy/2014111102/projekt-suedlink-umozni-vznik-elektrickych-dalnic-v-nemecku

        • Carlos:

          To je sice dobré, ale jen projektovat to nestačí, musí se také realizovat. HVDC je sice dobré, odbočka k nám by nemusela být patná, de-facto by to mohlo přenášet poměrně slušný výkon a zároveň díky tomu jak je udělaný konec to bránit rozsypání naší soustavy, ale mě šlo spíše o ten user-end, tdy realizaci takové sítě, kde by mohly být připojeny nestabilní zdroje přímo a takto napojeny k baterii, která by jen vyrovnávala nerovnoměrnosti dodávky (když by zdroje fungovaly, zrovna), jinak by byla schopná zajistit dodávku po určitou dobu.

          Myslím že je možné to realizovat a když na to dojede ty bateriové stanice by mohly sloužit i jako transformační stanice, kde by se přivdlo HVDC, nějakým „spínaným zdrojem“ by se snížilo napětí na potřebné a to pak pustilo dále, mohly by se tím zmenšit rozměry, pokud by se použila vysoká frekvence.

          • Energetik:

            Němcům věřím, pokud se něco nevysere tak budou mít HVDC dříve a levněji než v ČEZku vyroste nový dotovaný jaderný tunel.

            U DC rozvodu v user-end na napětí cca 230Vdc až 325Vdc nejsou problémy s elektronickými spotřebiči, ty většinou fungují. Problémy jsou s vypínači, termostaty atd.. protože DC proud tahá dlouhé oblouky a ty se špatně přerušují.
            Rozstřídat 325Vdc na 230Vac je velmi jednoduché, účinné a levné. A to tak, že to za problémy s bezpečným DC rozvodem v domě nestojí.
            Já už se o to pokoušel a když jsem zjistil že termostat v bojleru tech 230Vdc nerozpojí a ani vypínač na stěně od světla, že proudový chránič na DC napětí stojí kolem 15 tisíc Kč, jističe jsou také cca dvakrát dražší, tak jsem se na to vyprdnul.
            Pro malé výkony a tedy do napětí cca 60Vdc není velký problém, tam lze použít většinu komponentů používaných v klasické AC síti. Ale u větších DC napětí a tedy i výkonů přenášených na větší vzdálenost (pokud tedy nechceme mít po baráku kabely jak ruka při napětí do 60Vdc) tak tam jsou problémy které se řešit na úrovni user-end nevyplatí. A pochybuji o tom že se to někdy změní.

  4. Carlos:

    Tak nějak teda nevím, jestli to má být velké jako tělocvična, pak je to na fotce tělocvična dost malá.

    Vím, že jsme to tu před časem s některými lidmi řešili, ale nebyla by nějaká technická data o té baterii a celé instalaci (nejsou ani v odkazovaném článku), by náhodou nebyla? Hlavně jaká má být životnost celého zařízení, jaká má být cena za uskladnění 1kWh? Koli let může být baterie v provozu, aby si udržela alespoň 80% kapacity?

    • Kuba:

      V PR kecech http://www.younicos.com/download/Younicos_Reference_Project_Schwerin.pdf toho take moc neni. Pisou 20 let, ale uplne vagni statementy k nicemu.

Přidat komentář

 

Ekologické bydleníMagazín Ekologické bydlení vydává Chamanne s.r.o. ISSN 1803-0211. RSS Mediálně zastupuje Impression Media. Naše další projekty Hybrid.cz