S ohledem na masové nasazování nový energetických zdrojů v podobě slunečních a větrných elektráren vznikají nové problémy v přenosové soustavě.
K nejdůležitějším úkolům přenosové a rozvodné soustavy bezesporu patří co nejúčinněji zabezpečit přenos a rozvod elektrické energie, tak, aby měl spotřebitel zajištěnu její stálou dodávku se všemi parametry požadované kvality (průběh napětí-sinusový průběh,amplituda,účiník a požadované množství el.energie-kmitočet).
Při provozu soustavy však dochází i k určitým negativním jevům, kdy může být dodávka
el.energie značně ohrožena, v horším případě přerušena úplně. Tyto jevy vznikají z různých příčin.Pro jednoduchost se budeme zabývat pouze určitými jevy, které nastanou v soustavě, budeme-li se spoléhat na masové nasazení větrných a slunečních elektráren jako základního zdroje el.energie a nebudeme uvažovat jiné negativní jevy (zkraty, přepětí, nesprávná selektivita ochran a jiné).
Základní nevýhodou elektrické energie je doposud fakt, že se nedá v širším měřítku akumulovat, vytvářet její zásoby.Tudíž se musíme řídit jednoduchou rovnicí: Výroba=Spotřeba.
Jedná se o to, že musíme okamžitě reagovat na rozdílnou potřebu výkonu v daném časovém okamžiku.To nutí výrobce,aby vyráběli takové kvantum el.energie, po jakém je v daném okamžiku poptávka.
Proto je výroba el.energie rozdělena do pásem.Pro jednoduchost si výrobu rozdělíme do dvou pásem.
1)
Základní pásmo:
Zde pracují jaderné a tepelné elektrárny, které povětšinou
dodávají konstantní výkon.Požaduje se po nich stabilní úroveň
dodávky, která je v čase víceméně neměnná
2) Regulační pásmo:
Zde provozujeme zdroje které můžeme ve velmi krátkém
časovém okamžiku uvést do provozu a doplnit tak případný
chybějící výkon, který zdroje v základním pásmu již nesjou
schopny,nebo z jiných důvodů nemohou pokrýt(vodní
elektrárny,vyčleněné parní elektrárny,
paroplynové). Při opětovném poklesu požadovaného výkonu
je můžeme zase ihned bezpečně odstavit ( to je nesporně
výhoda oproti zdrojům v základním pásmu,u kterých je uvedení
do provozu spojeno s jistými technicko-ekonomickými
problémy,které nám nedovolují zapínat a vypínat zdroj
v libovolně krátkém čase )
Lze tedy říci, že větrné ani sluneční elektrárny nemůžeme zařadit ani do jednoho z výše uvedených pásem, především s ohledem na jejich nestabilní dodávku výkonu,kterou zapříčiňují proměnné přírodní podmínky, podílející se na jejich funkci. Lze je tedy provozovat pouze jako doplňkové zdroje el. energie, tak abychom zachovali stabilitu sítěTo je pouze jeden z důvodů, proč je masové nasazení větrných a slunečních elektráren nevýhodné, další uvádím pouze v bodech.
-
Jednotlivě, zanedbatelné zdroje výkonu (Aby byl instalovaný výkon stejný jako u průměrné
tepelné elektrárny, byl by to neuvěřitelně komplikovaný celek,navíc ekonomicky
několikanásobně dražší investice než klasická tepelná, nebo jaderná elektrárna)
-
Nemožnost u těchto zdrojů regulovat jalový výkon (nutné kompenzátory,měniče,výskyt
vyšších harmonických, které negativně ovlivňují amplitudu), u větrných elektráren použity
asynchronní generátory.Tyto stroje pro svojí funkci spotřebovávají jalový výkon.Tento
výkon nám komplikuje přenos a výrobu (ztráty při přenosu el.energie, atd).
-
Jednoznačná závislost větrných elektráren na vnější síti (viz předchozí bod)
-
Nutno držet v záloze (tepelné, jaderné elektrárny) stejně velký výkon jako je instalovaný
výkon větrných, slunečních elektráren v případě absence větru, respektive slunečních
paprsků ( a to stojí samozřejmě velké peníze).Naopak při špičkách (vítr fouká), je nutno
odstavit klasické zdroje energie (což je také velice drahé a mnohdy problematické)
-
Hlučnost, zásah do krajinného rázu (výška a rozměry.Sice můžeme brát jako podružný
problém, ale přeci jen ani větrná farma či fotovoltaické panel není nepřehlédnutelný.
-
- Minimálně třikrát dražší cena za kWh el.energie vyrobené ve větrných
elektrárnách oproti klasickým jaderným elektrárnám. (U fotovoltaických článků lze vůbec
diskutovat o technicko-ekonomicko-ekologické návratnosti investice vynaložené do tohoto
typu zdroje el.energie)
-
Nižší životnost větrných, slunečních elektráren oproti klasickým zdrojům energie
-
Problém s udržením průmyslové frekvence (V ČR 50 Hz), nutná regulace další elektronikou.
Kdyby nebyly tyto zdroje podporované zákony které nutí ČEPS a distribuční společnosti
k jejich připojení, dále kdyby nebyly podporovány granty EU, jistě by si obtížně hledaly
cestu, byť i k využití v menším měřítku
V poslední době, se stále větším počtem větrných elektráren zařazovaných do výroby (hlavně v Německu a Rakousku) roste neúměrně zatížení zahraničních, ale i našich přenosových soustav.Je to způsobeno „kolísavým výkonem“ který nám tyto zdroje dodávají.
Provozovatel soustavy, v našem případě ČEPS a.s, a jednotliví provozovatelé distribučních soustav v ČR jsou povinni připojovat jednotlivé zdroje el.energie, zvláště je zde kladen důraz na obnovitelné zdroje elektrické energie,kdy při splnění určitých podmínek musí být ze strany provozovatele soustavy (povětšinou distribuční) zajištěno připojení zdroje do elektrizační soustavy ČR.
To sebou přináší různé problémy a komplikace.Tento problém můžeme zjednodušit na problém výroby a následného přenosu výkonu z těchto elektráren.
Výkon dodávaný větrnými elektrárnami je na rozdíl od konvenčních zdrojů elektrické energie závislý především na povětrnostních podmínkách, které nemůžeme nikterak ovlivnit,natož regulovat dle potřeby.Proto má tento výkon jakousi přednost a musíme podle něj uzpůsobit další regulaci elektrizační soustavy tak, aby byly zajištěny všechny potřebné parametry kvality elektrické energie.
V poslední době ČEPS a.s řeší stále se zvyšující problém, kdy díky přenosu výkonu z větrných elektráren v Německu a Rakousku vzrůstají nároky na už tak obtížnou regulaci přenosové soustavy (Tento výkon je často transportován naší přenosovou soustavou).Daný problém se pak netýká jen větrných elektráren,ale celé elektrizační soustavy,která musí reagovat na dnes již poměrně velké výkony přenášené z větrných elektráren.Ty jsou značně nestabilní a je proto nutné složitě a komplikovaně regulovat celou soustavu.
Nejde jen o problematiku výroby el.energie ale i jejího následnému přenosu, která stále více v dnešní době naráží na limity přenosových zařízení (např.vedení,transformátory a jistící prvky), podléhající základnímu kriteriu spolehlivosti N-1,které zaručuje bezpečný a bezproblémový chod těchto zařízení.V případě přetěžování, nebo skokových změnách provozních parametrů dochází k porušovaní tohoto kriteria a ohrožení těchto zařízení provozními veličinami, zkraty atd. Při přenosu takto velkých výkonů,které se často a rychle mění ,s sebou přináší časté přetěžování přenosové soustavy,zvýšení ztrát,nerovnoměrné zatížení různých částí soustavy, nutnost nasazení systémových a podpůrných služeb ve větším měřítku, které, dovolím si říci, mají negativní dopad na výslednou ekonomii přenosu a výroby el.energie. Tento fakt, snižuje celkovou efektivitu a technicko ekonomický přínos, využívaní větrných a slunečních elektráren v širším měřítku.
Závěrem lze řící, že pokud se nepodaří akumulovat elektrickou energii z těchto „nestabilních zdrojů“, čímž by tento jejich hlavní nedostatek odpadl, bude masové využití energie z větrných a slunečních elektráren doprovázeno vážnými problémy z hlediska stability sítě a chodu celé elektrizační soustavy..Zhoršili bychom už tak složitou situaci na poli regulace a zatížení jednotlivých částí soustavy
Buďme proto realisté a nepodléhejme tlakům ze strany nezasvěcených „ekologických aktivistů“, kteří své sny nedokáží podepřít smysluplným a technicky uskutečnitelným řešením.
Stabilita sítě
