Zelené technologie jako solární panely nebo elektrická vozidla přináší do elektrárenství nové výzvy. Zdá se ale, že za jistých podmínek je zároveň samy mohou pomoci vyřešit.
Rostoucí počet obnovitelných zdrojů napojených na rozvodnou síť je sice kýženým přínosem z hlediska trendu OSN k ochraně klimatu, ale také „noční můrou“ pro správce přenosové sítě a distributory elektřiny. Nestálá povaha těchto zdrojů způsobuje, že je z nich někdy elektřiny moc a jindy zase málo.
Protože v drátech elektrického vedení musí být kvůli zachování frekvence vždy rovnováha mezi tím, kolik elektřiny do nich přitéká a odtéká, správci sítí (v ČR státní podnik ČEPS) musí mít vždy po ruce dostatek záložních zdrojů a způsobů, jak přebytky v síti rychle spotřebovat nebo naopak do sítě elektřinu dodat, je-li poptávka vyšší. Tento problém se s rozvojem obnovitelných zdrojů stává čím dál častější.
Ve dnech, kdy hodně fouká nebo svítí a poptávka je relativně menší, větrné a/nebo solární elektrárny produkují víc, než je třeba, má také za výsledek pokles spotových cen elektřiny. Tento fenomén přerůstá do stále frekventovanějšího výskytu tzv. záporných cen, kdy výrobce elektřiny naopak platí za spotřebu přebytečné energie.
Podle dat zveřejněných na Energostatu vzrostl vloni meziročně v zemích EU počet hodin se zápornou cenou z předloňských 3 340 hodin na bezmála dvojnásobek. Počet hodin s nulovou cenou potom vzrostl z 833 na 2 421 hodin. Také v ČR díky nárůstu solárních elektráren vzrostl počet hodin se zápornou cenou elektřiny o 134 procent ve srovnání s rokem předchozím. Celkově jich bylo 314.
Rovnováhu mezi spotřebou a výrobou elektrické energie zajišťuje na trhu celá řada smluvních subjektů; od velkých uhelných elektráren ČEZ nebo skupiny Sev.en přes teplárny a průmyslové podniky jako Třinecké železárny či Škoda Auto až po velkokapacitní bateriová úložiště. Médii dokonce letos v lednu proběhla zpráva, že u nás mají přibýt mařiče přebytečné energie z obnovitelných zdrojů, které fungují jako obří fény.
Všechny tyto tzv. „podpůrné služby výkonové rovnováhy“ fungují na povel ČEPS a jsou zásadní pro udržení stability sítě a rovnováhy. Do těchto služeb jsou u nás zapojeny i některé velké solární parky s bateriovými úložišti, ovšem teď se zdá, že na řadu přichází i domácnosti s jejich ohromným potenciálem.
Obří potenciál domácností
ČEPS ve své poslední MAF analýze z roku 2024 uvedl, že do budoucna počítá s využitím služeb výkonové rovnováhy i u menších odběratelů. Vlastně je to nevyhnutelné, mají-li se opravdu vypínat uhelné elektrárny, které tyto služby na straně výroby primárně zajišťují, a jejichž dostatečná náhrada je předmětem kritických diskuzí.
Přesně na tom pracuje český start-up Delta Green. Jako jedna z mála firem v oboru chce do procesu vyrovnání sítě skrze SVR (služby výkonové rovnováhy) zapojit i domácnosti, v první fázi ty, které mají fotovoltaické systémy. Aby to mohla firma udělat, musí nabídnout ČEPS kapacitu jednoho megawattu. V praxi to znamená, že musí propojit až 200 domácností do jednoho agregačního bloku, který bude na povel reagovat jako jeden celek.
V prosinci 2023 provedla firma ve spolupráci s ČEPS pilotní testy, které dopadly úspěšně a už za pár měsíců hodlá systém spouštět naostro. Nejdříve půjde o využití fotovoltaických systémů s bateriemi, později uvažují o dalších spotřebičích jako elektromobily, bojlery nebo tepelná čerpadla.
Jak systém funguje? Delta Green se na dálku napojí na fotovoltaické systémy svých klientů a ovládá jejich baterie. V principu baterie dostane povel uloženou elektřinu do sítě pustit nebo ji naopak ze sítě „odsávat“ a dobít se, podle toho, co ČEPS zrovna vyžaduje. Správce sítě firmu Delta Green jako účastníka vyrovnávacích služeb odmění a o tuto odměnu se pak firma podělí se svými klienty, kteří se do programu zapojili.
Podle produktového ředitele a spolumajitele Delta Green Jana Hicla je potenciál domácností obrovský už jen u solárních systémů s baterií. „Co do počtu baterií na hlavu je ČR jedna z nejsilnějších v Evropě, před námi je jenom Německo a Rakousko. To je úctyhodný výkon, vezmeme-li v potaz, že jsme jedni z posledních v Evropě co do počtu fotovoltaik,“ uvedl v rozhovoru s Epoch Times Hicl.
„Kdybychom tento potenciál plně využili, všechny ty vyrovnávací služby, které nakupuje ČEPS, se můžou vypnout, protože je zvládnou domácí baterky,“ míní. ČEPS podle něj zasmluvňuje celkem 1 000 megawatt, přičemž největší agregátor flexibility v ČR, společnost Nanoenergies, poskytuje momentálně 42 megawatt výkonu.
Místo 7 minut 7 sekund
Díky zapojení do služeb výkonové rovnováhy jsou solární baterie zákazníků využívány i v zimních měsících, kdy by jinak stagnovaly. Díky tomu, že Delta Green řídí baterie tak, aby optimalizovala spotřebu domácnosti na spotových cenách, jsou baterie vždy částečně nabité, a to i v zimě, aby mohly reagovat na příkazy a byl v nich vždy prostor pro nabíjení nebo vybíjení.
Zatímco klasické subjekty zapojené do služeb výkonové rovnováhy musí podle podmínek ČEPS najet na plný výkon jedné megawatty do 7,5 minuty, baterie to zvládnou daleko rychleji, tvrdí Hicl. „My, když pošleme signál baterce, která je na nule, aby se začala vybíjet nebo naopak nabíjet, tak 7,5 vteřiny je dlouhá doba,“ poznamenává.
My, když pošleme signál baterce, která je na nule, aby se začala vybíjet nebo naopak nabíjet, tak 7,5 vteřiny je dlouhá doba.
Jan Hicl, spolumajitel Delta Green
Výhodou pro domácnosti je, že si elektřinu v baterii spotřebují v době, kdy je to pro ně nejvýhodnější. Firma za ně provádí optimalizaci na spotové ceny a nejlepší podmínky. „Vlastně za ně baterie za levno nabíjíme a schováváme tu energii do drahých hodin a díky spotovým cenám jim tak pomáháme efektivně šetřit,“ podotýká Hicl. Baterie nechají nabít, když hodně svítí nebo je elektřina levná a večer, když je elektřina drahá, baterii zase odemknou, aby mohli zákazníci čerpat elektřinu z ní. V době, kdy je energie příliš a hrozí záporné ceny, může společnost soláry na dálku i vypnout.
Klienti, kteří se zapojí do bloku domácností pro vyrovnávání sítě, si podle něj přijdou měsíčně v součtu až na 1 000 korun.
Elektroauta, čerpadla, bojlery
U solárních baterií to však nekončí. Firma plánuje připojovat i elektromobily, v nichž také vidí ohromný potenciál. S jejich výkonem stačí na vybudování obligátní jedné megawatty mnohem menší počet. „Sto aut připojených v republice má potenciál vypínat mařiče energie jeden za druhým,“ konstatuje Hicl s tím, že elektromobily výborně kompenzují nedostatky obnovitelných zdrojů se svými výkyvy ve výrobě.
Majitel si tak může nejenže nabít vozidlo zdarma, ale ještě za to dostává zaplaceno. Tento aspekt se líbí i německému ministru hospodářství a ochrany klimatu Robertu Habeckovi, který kandiduje v únorových předčasných volbách na post kancléře. Letos v lednu prohlásil, že kromě snižování cen elektrických vozů může vláda podpořit majitele těchto aut i jinak. „Můžeme vytvořit lepší rámcové podmínky. Zejména myšlenka využití baterií v elektromobilech jako součásti energetické soustavy, díky čemuž byste si mohli vydělat peníze s elektromobilem tím, že by sloužil jako úložiště energie v síti,“ prohlásil Habeck.
Dalším kandidátem mezi spotřebiči pro zapojení do služeb výkonové rovnováhy jsou podle Hicla tepelná čerpadla. Když Delta Green coby tzv. agregátor flexibility dostane signál, že je v síti nedostatek elektřiny, pošle signál do tepelných čerpadel zapojených do systému, aby se na určitou dobu vypnuly. Majitel se však nemusí bát, že by v zimě zmrznul, uklidňuje Hicl. Signály k omezení spotřeby zpravidla netrvají déle než 15 minut a ani při hodinovém vypnutí domácnosti nic nepoznají, říká. A když přijde signál, že mají naopak topit a elektřinu spotřebovávat, o trochu se jim zvýší teplota.
Hicl vidí další slibnou perspektivu i v bojlerech, kterých je u nás podle něj 1,2 milionu. Jejich náklady na připojení tak, aby se daly dálkově ovládat, jsou však vyšší, v řádu tisíců, protože je třeba zásah instalatéra a složitější komunikační zařízení. Návratnost je proto výrazně delší než u výše jmenovaných spotřebičů.
Připojení za pár stovek
Nároky na připojení se do podpůrných služeb nejsou velké. Kromě průběhového (chytrého) elektroměru, který musí mít majitelé fotovoltaik prodávající přebytky do sítě, stačí pro zapojení do agregačního bloku internetové spojení a malé zařízení stojící 600 korun. Krabička jim dorazí poštou, oni si ji podle návodu připojí ke své wifi a firma je pak schopna řídit fotovoltaiku vzdáleně a učit se její vzorce chování a spotřeby. U elektromobilů není dokonce potřeba žádný hardware.
Delta Green na své straně vybudoval softwarovou platformu, která slouží jako virtuální elektrárna. Tu lze škálovat podle počtu zapojených subjektů. Podle Hicla je v ČR téměř 200 tisíc domácností, které mají fotovoltaiku s baterií. Z nich by se do vyrovnávání sítě mohly zapojit až desetitisíce zákazníků, říká.
Naším cílem je se dostat se během tohoto roku na desítky až stovky megawatt výkonu, které bychom využívali pro vyrovnávání sítě.
Jan Hicl, spolumajitel Delta Green
Jeho firma je nyní schopna ovládat kolem 5–6 megawatt. Z jejích sedmi tisíc zákazníků nejsou do agregace flexibility zapojeni všichni. Protože zájem je údajně velký, jsou přibíráni postupně. „Naším cílem je se dostat se během tohoto roku na desítky až stovky megawatt výkonu, které bychom využívali pro vyrovnávání sítě,“ popisuje své plány Hicl. Jakmile k tomu dojde, nebude podle něj „absolutně žádný prostor pro nějaké mařiče. Prostě to nebude dávat ekonomický smysl“.
Společnost momentálně čeká na certifikaci od ČEPS, která bude hotová „do konce března“, říká Hicl. Začínat chtějí s jedním megawattem, vychytat mouchy a „postupně agregační blok nafukovat“.
