Nové zařízení má v Německu stabilizovat elektrickou síť elektronicky

V Německu se odstavuje jedna velká elektrárna za druhou. Jejich úbytek se projevuje na stabilitě sítě. Nové zařízení od společností Siemens a TenneT má za úkol stabilizovat napětí a frekvenci v energetické soustavě elektronicky místo mechanicky.

Zhoršení stability sítě může mít za následek blikání světel, poškození elektrických spotřebičů nebo dokonce výpadky proudu. Před nástupem obnovitelných zdrojů zajišťovaly stabilitu napětí v síti četné uhelné a jaderné elektrárny. Jenže jejich postupné odstavování spolu s rostoucím podílem na počasí závislých zdrojů stabilitu narušuje.

V reakci na to postavila společnost Siemens Energy v Mehrumu v Dolním Sasku první zařízení E-STATCOM na světě. Mohlo by představovat klíčový prvek energetické transformace Německa. Zařízení bylo postaveno ve spolupráci se správcem přenosové soustavy TenneT Germany.

Co systém dělá

Hned vedle zbytků uzavřené uhelné elektrárny se nacházejí oplocené haly zařízení E-STATCOM (Electronic STAT reactive power compensator). Tento elektronický statický kompenzátor jalového výkonu pracuje se superkondenzátory .

„Systém E-STATCOM pomáhá automaticky a nepřetržitě udržovat stabilní napětí a frekvenci sítě,“ uvedla mluvčí TenneT Maria-Elena Richterová pro Epoch Times. „To je zvláště důležité, když se do sítě dodává velké množství elektřiny z obnovitelných zdrojů, jako je vítr a slunce, protože jejich výroba přirozeně kolísá,“ uvedla Richterová.

Podle Richterové systém kompenzuje krátkodobé výkyvy v síti. To přispívá k bezpečnému a spolehlivému zásobování elektřinou. Siemens uvádí, že systém šetří peníze tím, že je velmi nenáročný na údržbu.

V jedné místnosti jsou jednotlivé superkondenzátorové články naskládány do věží. Tvoří zásobník okamžité elektrické energie, kterou lze vpustit do sítě jako umělou setrvačnost. Na rozdíl od baterií, které využívají chemické procesy, superkondenzátory ukládají elektřinu přímo a mohou dodávat výboje energie v řádu milisekund.

Ve vedlejší místnosti řídí tyto výboje měniče, které reagují v řádu mikrosekund. V kontrolní místnosti zobrazují řady monitorů životně důležité údaje o zařízení: naměřené teploty, stav systému a virtuální zásobník, který se plní a vyprazdňuje v závislosti na reakci systému na události v síti. Díky pokročilým řídicím systémům funguje celé zařízení automaticky, přičemž je monitorováno a řízeno zcela na dálku.

Proč je toto zařízení právě teď důležité?

Dekarbonizace energetiky zahrnuje dlouhodobou restrukturalizaci propojené evropské sítě. Důraz se stále více klade na obnovitelné zdroje energie a tlačí se na vyřazování fosilních elektráren, zejména těch uhelných. V Německu navíc vláda odstavila i funkční jaderné elektrárny.

Počet velkých elektráren a jejich turbín, které přinášejí do sítě setrvačnost, tak neustále klesá. Dobrá setrvačnost v síti může kompenzovat menší výkyvy napětí a frekvence a po desetiletí ji zajišťovaly tyto velké, pohybující se mechanické stroje, které váží i několik set tun a nelze je rychle zrychlit ani zpomalit.

S energetickou transformací nahrazují velké elektrárny a jejich otáčející se stroje elektrárny solární a větrné. Tyto elektrárny a jejich střídače fungují na elektronice a nedokáží síť stabilizovat, naopak do ní vnáší nestabilitu.

Elektronická kompenzace namísto mechanické

Rozsáhlý výpadek proudu na Pyrenejském poloostrově 28. dubna 2025 ukázal možné důsledky takové nerovnováhy. Krátce před výpadkem pocházelo pouze 24 procent elektřiny v síti z klasických elektráren poskytujících strojovou setrvačnost. Drtivá většina elektřiny byla do sítě dodávána prostřednictvím elektronicky řízených střídačů. To vedlo k vysokému jalovému výkonu a v důsledku toho ke zvýšení napětí. Zbývající velké elektrárny s jejich setrvačnými stroji již nebyly schopny tomuto jevu adekvátně čelit.

Tento nedostatek má systém E-STATCOM napravit tím, že bude setrvačnost poskytovat elektronicky místo mechanicky. Zařízení podle společnosti Siemens dodává krátké elektrické impulsy v řádu milisekund, čímž vytváří „umělou setrvačnost“.

„S tímto systémem E-STATCOM můžeme zmírnit klíčové problémy v síti – a v konečném důsledku pomoci předcházet výpadkům proudu,“ uvedl Florian Martin, vedoucí správy aktiv ve společnosti TenneT Germany.

Energetický expert Stefan Spiegelsperger dále pro Epoch Times uvedl, že kondenzátory v novém systému nahrazují „okamžitou rezervu pouze ve středním napěťovém rozsahu“. „Jejich hlavním úkolem je stabilizace jalového výkonu s 300 megavoltampéry (Mvar)“, aby se udrželo stabilní napětí,“ řekl Spiegelsperger.

Střední napětí je pouze jednou z úrovní napětí v elektrické síti. Leží mezi nízkým napětím (pod 1 kilovolt, kV) a vysokým napětím (nad 30 kV). Střední napětí se používá pro regionální distribuci elektřiny do měst a průmyslových podniků.

Kolik systémů E-STATCOM bude potřeba?

Mluvčí TenneT Germany poukázala na to, že německá elektrická síť patří k nejspolehlivějším na světě. „Systémy E-STATCOM doplňují stávající systém a přispívají k další podpoře bezpečného provozu sítě,“ uvedla Richterová.

Zmínila také, že firma „plánuje v příštích letech postavit celkem devět dalších těchto systémů“.

Společnost Siemens uvádí ještě vyšší číslo. Na webových stránkách technologické společnosti se uvádí: „Společnost TenneT Germany odhaduje, že jen v Německu je zapotřebí asi 30 podobných zařízení, přičemž další jsou již objednána.“

Spiegelsperger poukázal na to, že těchto 30 zařízení je „pouze základní minimum“. To znamená, že pro absolutně stabilní elektrickou síť bude v Německu v příštích letech zapotřebí mnohem více těchto systémů.

Kolik systém stojí?

Richterová potvrdila, že zařízení E-STATCOM spadá do kategorie rozšiřování sítě. „Zařízení je stavebním kamenem pro přizpůsobení stávající sítě požadavkům energetického systému, který je stále více ovládán obnovitelnými energiemi,“ vysvětlila.

Několik studií zjistilo, že samotné rozšíření sítě nezbytné pro energetickou transformaci bude stát stovky miliard nebo dokonce biliony eur. Studie Německé průmyslové a obchodní komory odhadla náklady na rozšíření sítě do roku 2034 na 1,2 bilionu eur.

Společnost TenneT Germany nezveřejnila náklady na nový systém E-STATCOM. Richterová pouze uvedla, že společnost do roku 2029 investuje do rozšíření a modernizace německé elektrické sítě přibližně 65 miliard eur.

Spiegelsperger odhadl, že nové zařízení mohlo stát přibližně 60 milionů eur. To ho řadí do podobné cenové kategorie jako stávající konvenční zařízení STATCOM společnosti Amprion v Mannheim-Rheinau. To je v provozu od května 2025 a stálo přibližně 58 milionů eur.

– etg –