Obnoviteľná energia - Kardiostimulátor - Znalosti

Aktuálne správy v Süddeutsche Zeitung

obnoviteľná

Dashboard

ekonomiky

Mníchov

Kultúra

spoločnosti

Vedomosti

Obnoviteľná energia: sieťový kardiostimulátor

Otvoriť obrázok na novej stránke

V celoeurópskej energetickej sieti musí byť frekvencia udržiavaná na konštantnej hodnote. Pri veterných turbínach je to oveľa ťažšie ako pri uhoľných elektrárňach.

  • Keď vietor zaspí a rotory sa zastavia, veľké batérie môžu naďalej poskytovať energiu.
  • Energiu zaberajú, keď veterná farma vyrobí viac elektriny, ako je v tom čase potrebné.
  • Ostatné vyrovnávače batérií neslúžia na zabezpečenie, ale na zlepšenie kvality energie.

Biele znamienka plus a mínus na zelenom pozadí ukazujú z diaľky, o čo ide. Kontajnery na úpätí veterného stožiara NX 85219 vyzerajú ako dve batérie vedľa stojacej lampy. Keď inžinier Markus Jaschinsky otvorí dvere jednej z veľkých oceľových skriniek, objavia sa hrubé káble, poistky, spínacie skrinky a osem z 24 batériových modulov. Zariadenia na akumuláciu energie skonštruované pre elektrické vozidlá sa tu používajú ako stojace vozidlá.

Veterná farma Hamburg-Curslack, ktorá sa nachádza na juhovýchode hanzového mesta, sa skladá z piatich veterných turbín a - od konca roku 2018 - zo štyroch batériových kontajnerov, z ktorých každý je usporiadaný v pároch. „Skladovacie systémy sú integrované do elektrickej inštalácie veternej farmy,“ hovorí Jaschinsky, „sú pripevnené priamo k prstencovému vedeniu turbín a využívajú spoločné pripojenie k sieti.“ To je samo o sebe neobvyklé, rovnako ako celý systém: Patrí do energetického kampusu Hamburgskej univerzity aplikovaných vied (HAW), kde tiež pracuje inžinier. Spolu so svojimi kolegami pracuje s Vattenfall a Nordex na výskume, ako môžu veterné farmy prevziať úlohy konvenčných elektrární.

Podľa globálnej správy obnoviteľné energie v roku 2018 naďalej rástli, ale nie dostatočne rýchlo. Jeden z dôvodov: dotácie na fosílne palivá sa zvyšujú.

Od Marlene Weissovej

Je to len okrajovo o dodaní dostatočného množstva energie v správnom čase. Keď vietor zaspí a rotory budú stáť vysoko nad zelenými nádobami, veľké batérie môžu v zásade naďalej poskytovať energiu. Tomuto účelu slúži napríklad skladovanie na veterných farmách v Holandsku, Walese alebo Texase. Energiu zaberajú, keď veterná farma vyrobí v tom čase viac elektriny, ako je v sieti potrebné.

Pamäť v Curslacku je na to príliš malá. „Batérie majú výkon asi šesť percent veternej farmy,“ hovorí Mike Blicker, projektový manažér spoločnosti HAW. „Iba za zlomku jeho výkonu by si mohol prevziať pokoj.“ Kontajnery s 24 batériami pre elektromobily poskytujú 720 kilowattov na dobrú hodinu, ale veterná farma napája do elektrickej siete 12 600 kilowattov nepretržite, keď je dobrý čas.

Ak sa frekvencia výrazne líši od 50 Hertzov, existuje riziko výpadku napájania

Projekt batérie v Curslacku teda nie je o poskytovaní, ale o kvalite energie. V celoeurópskej rozvodnej sieti sa frekvencia musí vždy udržiavať na hodnote 50 Hz. Znižuje sa pri príjme veľkého množstva energie a zvyšuje sa pri príliš veľkom prísune. Ak je odchýlka príliš veľká, existuje riziko výpadku prúdu; preto existujú rozložené rezervné a regulačné systémy. Prvými bezpečnostnými opatreniami boli doteraz veľké elektrárne: uhoľné alebo jadrové reaktory nastavili rotáciu osí turbín a lopatiek vážiacich tony. Vďaka svojej hybnosti a zotrvačnosti žehlia mierne odchýlky v sieťovej frekvencii.

„Táto okamžitá rezerva už neexistuje pri obnoviteľných energiách,“ hovorí Blicker. „Preto skúmame, ako možno túto systémovú službu krátkodobej stabilizácie frekvencie zabezpečiť pomocou batérie.“ V priemysle sa hovorí o virtuálnej zotrvačnosti alebo virtuálnej kmitajúcej hmote. Tento proces vyšetrujú aj niektoré ďalšie projekty, napríklad projekt v Dolnom Rakúsku v Prottes. Technológia v hamburských kontajneroch musí rýchlo rozpoznať situácie, v ktorých sa frekvencia momentálne rýchlo mení, a podľa možnosti reagovať do milisekúnd.

Primárnym cieľom projektu je vývoj algoritmov riadiacich pamäť. Úspech sa však prejaví iba nepriamo v krátkodobom horizonte: samotná batéria v Hamburgu nemôže v súčasnosti mať žiadny zreteľný vplyv na výkyvy v sieti, ktorá siaha od Poľska po Portugalsko. Vývojári však môžu krivky frekvenčných odchýlok umiestniť vedľa záznamu správania ich batérie, aby zistili, či reaguje správne v pravý čas. „Keby sme mali túto kontrolu, mohli by sme ju ľahko preniesť na batériu stokrát väčšiu alebo kombináciu mnohých decentralizovaných batérií,“ hovorí Blicker.

Projekt sa zameriava aj na finančné a regulačné otázky. Napríklad je potrebné zabezpečiť, aby sa elektrina z vonku nikdy nedostala do batérií - veterná farma by mohla prísť o financovanie, ak sa elektrina nejasného pôvodu neskôr dodá späť do siete ako veterná energia.

Nová technológia by mohla mať vplyv aj na cenu elektriny

Tím okolo Blickera a Jaschinského by tiež rád v Curslacku našiel možné obchodné modely toho, ako môžu operátori zarobiť peniaze pomocou systémovej služby Momentanreserve. Dnes sa za to neplatí nič, na rozdiel od takzvaného primárneho regulačného výkonu pre výkyvy, ktoré trvajú od niekoľkých sekúnd do piatich minút. V budúcnosti by však batérie mohli prevziať úlohu v každom veternom alebo solárnom parku, ako aj na mnohých ďalších miestach v sieti, ak to pomôže pri ich financovaní. Okrem toho existujú ďalšie možné služby: Systémy skladovania energie môžu ponúkať energiu aj na primárne riadenie, sú schopné tlmiť vrcholy krátkej výroby a zaťaženia, ktoré výrazne ovplyvňujú cenu elektriny pre veľkých spotrebiteľov. A ak dôjde k poruche elektrickej siete, akumulátorové zásobníky môžu pomaly znova zásobovať elektrickou energiou.

Aby však bolo možné toto všetko dosiahnuť skladovaním, zástupcovia priemyslu už dávno požadovali zníženie dvojitého zaťaženia elektrinou poplatkami a daňami. Poplatky sú často splatné za injekcie aj za výber a bránia tomu, aby bola služba uvedená na trh so ziskom.