Virtuální elektrárny – budoucnost energetiky

Využívání obnovitelných zdrojů je trendem, který zcela mění tvář energetického průmyslu. Jako všechno přináší i tato situace otázky, na které je potřeba najít odpověď. Místo několika velkých elektráren, které léta zajišťují stabilní dodávku energie, se totiž začínají objevovat desítky menších výroben, získávajících energii z obnovitelných zdrojů.

Samotný princip virtuální elektrárny je v podstatě velmi prostý. Pomocí speciálních informačních a komunikačních technologií jsou jednotlivé elektrárny propojeny do jednoho počítače, přes který jsou ovládány jako celek. V budoucnu by mělo být možno se do virtuální elektrárny přihlásit i přes internet prostřednictvím speciálně zabezpečených internetových protokolů. foto: Siemens
Samotný princip virtuální elektrárny je v podstatě velmi prostý. Pomocí speciálních informačních a komunikačních technologií jsou jednotlivé elektrárny propojeny do jednoho počítače, přes který jsou ovládány jako celek. V budoucnu by mělo být možno se do virtuální elektrárny přihlásit i přes internet prostřednictvím speciálně zabezpečených internetových protokolů. foto: Siemens

Ty jsou však geograficky roztroušené na mnoha místech a jejich dodávky jsou značně závislé na výkyvech počasí. Z hlediska funkčnosti a stability celé rozvodné sítě tak elektrárny využívající obnovitelné zdroje – v čele se slunečními a větrnými – představují velkou výzvu.

Společnost Siemens se na tuto problematiku zaměřila a přináší řešení využívající další ze současných trendů – virtualizaci. Podobně jako může být v IT sféře propojeno několik počítačů do jednoho virtuálního serveru, lze propojit několik menších elektráren do jediné virtuální elektrárny.

Toto uspořádání nejen výrazně usnadňuje správu jednotlivých dílčích elektráren, ale přináší i řadu nových možností, které by v případě práce se samostatnými jednotkami nebyly k dispozici.

Virtuální elektrárna totiž k zajištění svého chodu využívá velká množství dat – od aktuálních cen elektřiny, přes energetickou poptávku, až po předpovědi počasí. Na jejich základě systém vytváří harmonogram, podle něhož se dílčí elektrárny řídí.

Cílem harmonogramu je zajištění co největší efektivity provozu elektráren, stabilizace dodávky energie do rozvodné sítě a současně minimalizace nákladů na výrobu elektřiny.

Větrné elektrárny, solární panely a elektromobily jsou malé, ale velmi početné prvky rozvodné sítě. V tzv. chytrých sítích, v nichž jsou všechny tyto jednotky potenciálním dodavatelem energie, budou virtuální elektrárny hrát klíčovou roli. foto: Siemens
Větrné elektrárny, solární panely a elektromobily jsou malé, ale velmi početné prvky rozvodné sítě. V tzv. chytrých sítích, v nichž jsou všechny tyto jednotky potenciálním dodavatelem energie, budou virtuální elektrárny hrát klíčovou roli. foto: Siemens

Vzhledem k tomu, že množství energie vyrobené z obnovitelných zdrojů kolísá, je s ní možné díky virtuální elektrárně lépe obchodovat na energetických trzích.

Příkladem realizace takového systému může být např. virtuální elektrárna spravující jednu větrnou elektrárnu, pět vodních elektráren a šest kogeneračních jednotek v okolí německého Mnichova, která má celkový výkon 20 megawattů.

Nebo další virtuální elektrárna na území Německa, která má obdobné parametry, nicméně do roku 2015 by měl její výkon postupně vzrůst až na desetinásobek. Odborníci ze společnosti Siemens předpokládají, že v budoucnu by měly být virtuální elektrárny standardem a nedílnou součástí tzv. chytrých sítí (Smart Grids).

Aby toho bylo možné dosáhnout, pracují vývojáři na klíčových aspektech virtuálních elektráren, například na tzv. decentralizovaném komunikačním rozhraní.

Ač to může v celém konceptu virtuální elektrárny působit jako protimluv, smysl je prostý. Místo toho, aby se elektrárna dala ovládat výhradně pomocí jednoho počítače, s decentralizovaným rozhraním se budou moci pověření operátoři do správy virtuální elektrárny přihlásit z libovolného počítače přes speciálně zabezpečené internetové protokoly.

Desítky či stovky menších elektráren – větrné turbíny, geotermální jednotky či solární elektrárny – by tak byly spojeny do jedné elektrárny virtuální, která by automaticky podřízené jednotky spravovala.

K jednotlivým elektrárnám lze postupně přidávat další zařízení, která mohou do sítě dodávat elektřinu nebo ji v případě potřeby spotřebovávat. Jde zejména o fotovoltaické jednotky na střechách domů, ovladatelné zátěže a v budoucnu například elektromobily komunikující s rozvodnou sítí.

V tomto schématu zapojení podřízených jednotek by už virtuální elektrárny nebyly jen nástrojem pro snazší obchodování a správu elektráren, ale spíše klíčovým článkem zabezpečujícím bezproblémový chod celé sítě.

tisková zpráva
Sdílet:

3 komentáře: „Virtuální elektrárny – budoucnost energetiky

  • 13. 12. 2012 (19.50)
    Permalink

    Spíš by se mělo jít cestou rozvoje hydroenergetiky, je to vyzkoušený zdroj hnací síly, který jsme schopní ovládat. Když se správně velké elektrárny navrhnou, neměly by zabrat příliš plochy pro zadržení vody. Mám na mysli něco na způsob elektrárny Vydra, která využívá derivace a malé akumulační nádrže. Něco podobného bylo projektováno i na Dyji. Disponuji souborem, ve kterém jsem dal dohromady potenciální instalovatelný výkon na naších řekách, Sice by to bylo asi těžko realizovatelné (některá vodní díla by měla smysl jen jako PVE, instalovaný výkon by byl v porovnání s hrází malý. Podařilo se mi dostat prozatím na hodnotu 888MW, což je skoro dvojnásobek současné kapacity.

    Co se nám podaří pokrýt z Geotermální energie bychom měli využít, také bychom měli maximalizovat kombinoavnou výrobu elektřiny a tepla, pokud by se z určité části využívaly odpady, nebo biomasa, byl by tento způsob výroby energie hospodárnější (možná by byl hospodárnější i s transportem uhlí, ale to opravdu nevím). Stačí si do mapy vynést lokality, kde byly dříve elektrárny, jejichž značná část struktur se dochovala dodnes, tyto by mohly být přebudovány na teplárny, nebo jen na elektrárny na biomasu, hlavní výhodou je jejich decentralizace, napojení na nižšší hladiny (dříve měla každá svou rozvodnu 22kV a dodávala i přímo do D.S.) a tím i úspory energie.
    Pomineme-li ztráty ve vedení, pak se nám při každé trensformaci ztratí asi 2% energie, ztrátu na vedeních dejme 1%, z generátorů elektrárny v Dukovanech dojde k transformaci na 440kV, toto napětí se vede do jedné z rozvoden pro J.M., tam se transformuje na hodnotu 110kV, na této hldině je pdoud dodáván do některé z místních trafostanic , kde se transformuje na 22kV, máme tu tedy dvě transformace dolů a jednu nahoru, účinnost přenosu 93%.

    Pokud bychom měli třeba do Přerova dopravit uhlí z Ostravy, při vzdálenosti cca 90km by transport uhlí trval asi hodinu. Lokomotiva má příkon cca 1,5MW. Elektrárna by měla výkon cca 100MW (neznám výkon původní, která dnes již stejně nepracuje), pokud je možné vlakem dopravit 300t uhlí (hmotnost uhelnoho vlaku neznám), pak z něj elektrárna vyrobí 300MWh elektřiny, na dopravu se spotřebuje 1,5MWh. Do sítě 22kV je přes transormátor dodáno 294MW.
    Abychom do sítě okolo Přerova dostali stejné množství energie z Dukovan, museli bychom vyrobit 315MW.

    Elektrárna Dukovany je sice jaderná, ale tento příklad platí pro jakoukoliv velkou elektrárnu, v případě uhelné by to představovalo zbytečné spálení 13,5t uhlí na 300MWh (4,5t/h), za rok to předstauje asi 22 500t uhlí (pracuje 5000h ročně).

    Pokud se částečně využije biomasa z okolí, dojde k omezení emisí ještě více. (ikdyž u automobilové dopravy je mnohem horší poměr mezi množstvím dopraveného paliva a potřebným výkonem.

    Reagovat
  • 11. 12. 2012 (19.26)
    Permalink

    Podle mého názoru tudy vede cesta. Pokud budou existovat dobře zabezpečené řídící programy, které jsou schopné usměrňovat energetické toky, tak se celá soustava dá udržet v provozu při nestabilních vstupních i výstupních podmínkách. Dost chytré na to, aby to dávalo dobré výsledky a vyplatilo se to.

    Reagovat
  • 10. 12. 2012 (15.58)
    Permalink

    ty zachrání energetiku stejně
    jako deriváty zachránily světové finance
    směšné!!!

    Reagovat

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna.