Mobilní energetická úložiště: Řešení pro budoucnost

Design současných rozvodných sítí byl vyvinut a po desítky let přizpůsobován účelům centralizované distribuce energie. Síť napájená z několika málo velkých elektráren je robustní a spolehlivá, ale v čem zaostává, je flexibilita. Nepříliš dobře se vyrovnává s připojováním a odpojováním malých lokálních zdrojů, jejichž výkon závisí na okamžitých povětrnostních podmínkách. Výsledkem je, že zatímco obnovitelné zdroje energie je dnes možné spouštět v podstatě kdekoliv, jejich připojení do sítě je bez náročných úprav složité, nebo dokonce nemožné.

Efektivní řešení tohoto problému představuje instalace energetického úložiště. Bateriového pole, které zachytává špičky nadprodukce energie, vykrývá periody s nízkou produkcí a funguje jako stabilizační mezičlánek mezi obnovitelnými zdroji a distribuční soustavou. Donedávna brzdila jejich rychlou instalaci především velikost a složitá doprava. Řešení, které se v tomto případě nabízí, je vyrobit energetické úložiště mobilní.

Jedním z projektů, který v současnosti uvádí koncept mobilních energetických úložišť do praxe, je IElectrix. Vznikl v rámci evropského inovativního programu Horizon 2020 zaměřeného na vývoj technologií nezávislých energetických soustav. Vede ho firma E.DIS, dceřiná společnost koncernu E.ON, společně s 15 partnery z osmi zemí EU a distribučním operátorem indického koncernu TATA . V současnosti fungují čtyři pilotní projekty, které testují hlavní oblasti využití mobilních energetických úložišť.

1. Německo: Vyrovnávání lokální nadvýroby energie

První místo, kam E.DIS mobilní bateriové pole zaparkoval, je město Friedland v Meklenbursku-Předním Pomořansku. Bývalá oblast Východního Německa má velmi výhodné podmínky pro instalaci obnovitelných zdrojů energie, zejména fotovoltaiky a větrných elektráren. Zároveň jde ale o poměrně řídce osídlenou oblast s malým podílem průmyslu a výkon obnovitelných zdrojů energie tím pádem přesahuje místní spotřebu až dvojnásobně. Energetické úložiště zde umožní ukládání nadbytečného množství energie a jejího postupného uvolňování do rozvodné sítě. Tu bude zároveň E.ON posilovat a připravovat na plánovaný přechod na decentralizovaný distribuční model nové generace. Slovy výkonného ředitele oddělení sítí E.ON Thomase Königa: „S naším mobilním úložištěm můžeme optimalizovat úpravy distribuční sítě, omezovat nucené odstávky obnovitelných zdrojů a rychle a efektivně zvyšovat podíl lokálně produkované zelené energie v energetickém mixu.“

2. Maďarsko: Pokrývání špiček spotřeby a řešení technických problémů s připojením OZE do standardní sítě

Zánka je známé rekreační středisko na břehu jezera Balaton. Během letní turistické sezóny na místní rozvodnou síť vzniká velký nápor a ta se často dostává na hranici svých možností. Připojování dodatečných fotovoltaických panelů, které jsou v lokalitě ideálním zdrojem energie, naráží na řadu problémů. Zvýšený odběr panuje hlavně v noci, a navíc předpisy Energetického úřadu neumožňují přímé připojení fotovoltaických zařízení k síti středního napětí . Mobilní energetické úložiště v tomto případě řeší hned několik problémů zároveň. Pokrývá zvýšenou spotřebu energie v nočních hodinách, je regulačním mezičlánkem mezi fotovoltaickými zdroji a  rozvodnou sítí.Navíc je snadné celé pole odvézt na jinou lokalitu, když zvýšené nároky na odběr energie po skončení sezóny pominou.

3. Indie: Eliminace problémů s centrální rozvodnou sítí při připojování OZE

TATA POWER Delhi Distribution Limited spustila pilotní projekt nasazení mobilního energetického úložiště v hlavním městě Indie. Jedno z nejlidnatějších měst na planetě se spolu s mnoho dalšími oblastmi v Indii často potýká s přetíženou a poruchovou centrální distribuční sítí. Vláda proto prosazuje strategii vytváření soběstačných „lokálních energetických komunit“ využívajících zejména fotovoltaické zdroje. Se solární energií má indická vláda velké záměry. Ze současných 20 gigawattů plánuje během dvou příštích let navýšení výroby na 175 gigawattů (jde o velmi ambiciózní plán, protože v současnosti pochází přes 70 % indické energie z centralizovaných tepelných a vodních zdrojů). Mobilní bateriová pole budou v tomto scénáři hrát velkou roli z hlediska energetických úložišť, zároveň však budou sloužit jako vyrovnávací prvek prvku při připojování fotovoltaiky do centrální sítě.

4. Rakousko: Zavádění malých, decentralizovaných sítí lokálních výrobců energie

Koncept energetických ostrovů je předmětem testování i ve čtvrtém projektu IElectrix, který se rozjíždí ve východním Rakousku. Konkrétně jde o město Güssing, které spolu s okolními 19 municipalitami vytvořilo energeticky soběstačnou komunitu ökoEnergieland. Zásadami této komunity jsou vysoká efektivita výroby a spotřeby energie, maximální využívání regionálních obnovitelných zdrojů a udržitelná mobilita. Jde v podstatě o pilotní projekt decentralizované distribuce energie, který se odehrává v rámci iniciativy ReFlex (Replicability Concept for Flexible Smart Grids). Jejím cílem je vytvořit spolehlivou a uživatelsky jednoduchou technologii, která by umožnila vytvářet malé komunity pokrývající většinu spotřeby z vlastních obnovitelných zdrojů. Jejich produkce bude ve velké míře ukládána právě do mobilních bateriových úložišť. Distribuci budou řídit a v reálném čase optimalizovat automatické systémy, které budou zároveň zaznamenávat, jaké zdroje do soustavy přispívají a budou i rozúčtovávat spotřebu jednotlivých uživatelů.

Moderní decentralizovaná rozvodná síť funguje na stejném principu jako internet, který byl původně navržen pro distribuci informací během vojenských operací a v případě výpadku jednoho uzlu si dokáže najít ideální alternativní cestu. Zapojení technologie umělé inteligence, deep learningu, blockchain řetězců a propojení se systémem mobilních úložišť, propůjčuje decentralizované síti velkou flexibilitu, odolnost proti poruchám a činí z ní ideální řešení distribuce energie z alternativních zdrojů. V zemích, které OZE ve velké míře využívají, jsou mikrosítě nezbytností již dnes. Velkou část distribuce zajišťují v Kalifornii, na Tichomořských ostrovech, přechod na decentralizovanou distribuci je v procesu v Portoriku, v Indii, ale mikrosítě dokážou fungovat i v malých rozměrech uvnitř měst. Příkladem může být Brooklyn Microgrid, která už tři roky funguje přímo uprostřed New Yorku. Jde o komunitní projekt několika sousedících domů, které se navzájem zásobují elektřinou, jejíž spotřebu, nákup, prodej a rozúčtování hlídá technologie blockchain. Původní startup několika technologických nadšenců podpořila firma Siemens a rychle se do ní připojují další zájemci. Díky mobilním energetickým úložištím bude možné takovéto energeticky soběstačné ostrovy spustit v budoucnu podstatě kdekoliv.