Prozkoumejte všechny služby z energetického sektoru, které nabízí platforma ENERGY-HUB

Jak využít baterie v elektrizační soustavě

09. 09. 2020
15:00
pro-energy.cz Milena Geussová

Testování v rámci výzkumného projektu BAART ukáže, jaké možnosti poskytovat podpůrné služby v kategorii primární regulace přenosové soustavy mají bateriové systémy, připojené k výrobnímu bloku, ale i samostatně stojící baterie. 

# elektřina
# technologie
# infrastruktura
# AKU-BAT
Jak využít baterie v elektrizační soustavě

ABSTRACT: The battery (4 MW/2,8 MWh), installed at the PP Tušimice site in northern Bohemia in December 2019, is the subject of operation regimes testing (run with power plant, stand-alone regime). The results could trigger the TSO Code changes, which might allow battery systems to provide ancillary services for TSO.


Energetika prochází obdobím velkých změn (tzv. transformací), spojených s požadavkem na poměrně rychlou dekarbonizaci a s tím související rozvoj bezemisních zdrojů. Postupně se utlumují klasické zdroje a dochází k masivní decentralizaci. Na všechny tyto změny musí reagovat přenosové a distribuční soustavy a být na ně připraveny.

Klíčovou roli stále více hraje ukládání energie. Evropský parlament schválil významnou převahou hlasů rezoluci, která vyzývá Evropskou komisi k ještě větší podpoře akumulace energie při transformaci evropské energetiky v nízkouhlíkovou. Počítá se přitom se všemi formami ukládání energie včetně bateriových systémů, výroby zeleného vodíku, přečerpávacích vodních elektráren či ukládání energie do tepla.
 

TUŠIMICKÉ BATERIE

Zařízení, spuštěné v rámci společného výzkumného projektu BAART společností ČEZ a provozovatelem přenosové soustavy ČEPS v areálu elektrárny v Tušimicích, slavnostně pokřtili místopředseda vlády a ministr průmyslu a obchodu Karel Havlíček, předseda představenstva a generální ředitel ČEZ Daniel Beneš, předseda představenstva ČEPS Martin Durčák a Stanislav Trávníček, předseda Rady Energetického regulačního úřadu (ERÚ) v prosinci minulého roku. Jde o další z řady projektů využívajících rozsáhlé elektrárenské pozemky pro řešení z oblasti tzv. nové energetiky.

Rozvoj nových technologií s sebou přináší i potřebu nastavit podmínky jejich začleňování do elektrizační soustavy. „Zásadní změny ve fungování celého energetického trhu znamenají výrazné posuny ve výrobě, přenosu, distribuci a spotřebě elektřiny. Také rozvoj obnovitelných zdrojů a decentrálních energetických systémů klade zvýšené nároky i na tvorbu regulační zálohy pro poskytování primární regulace frekvence. Podobné projekty služeb energetické soustavě, jaký otevíráme v Tušimicích, vidíme fungovat a růst po celé Evropě. Jsem rád, že Česká republika v tomto směru neztrácí krok,“ řekl ministr Karel Havlíček při slavnostním otevírání.

Baterie je zapojena v bloku se stávajícím turbogenerátorem o výkonu 200 MW, certifikovaným pro poskytování služeb výkonové rovnováhy (služby používané k zajištění rovnováhy mezi výrobou a spotřebou), konkrétně automatické regulace frekvence. Na rozdíl od některých projektů bateriových úložišť, které v nedávné minulosti v ČR vznikly (např. v Mydlovarech), nejde v tušimickém případě o testování technologie baterie jako takové, ale o ověření různých typů provozních režimů v odlišných podmínkách a nastavení pravidel pro baterie v rámci národní elektrizační soustavy tak, aby byla zajištěna dlouhodobá spolehlivost jejich řízení a stabilita dodávky služeb výkonové rovnováhy.

V Tušimicích – na rozdíl od projektů ryze komerčních akumulačních systémů – se proto primárně testuje bateriový systém, fungující jako záloha pro potřeby regulace frekvence v rámci přenosové sítě ČR.
 

CO JE BAART?

Výzkumný projekt se zkratkou BAART (Bateriová Akumulace pro Automatickou Regulaci Frekvence Tušimice), má za cíl otestovat více typů provozních režimů bateriových systémů akumulace energie včetně pilotního provozu pro regulaci frekvence. Automatická regulace frekvence je jednou z klíčových podpůrných služeb řízení stability přenosové soustavy, spočívající v přesně definované změně výkonu elektrárenského bloku v závislosti na odchylce frekvence od zadané hodnoty. Projekt počítá s jedním rokem základních testů a následně rozvojovými funkcemi a dalšími speciálními testy.

Při realizaci tohoto výzkumného projektu BAART se využívá bateriového systému akumulace energie (BSAE) s instalovaným výkonem zhruba 4 MW a kapacitou 2,8 MWh. Investorem zařízení je ČEZ, investiční náklady nepřesáhly 70 mil. Kč. ČEZ je výhradním investorem projektu, ČEPS bude hradit cenu za službu regulace frekvence v pilotním režimu v souladu s metodikou regulace stanovenou Energetickým regulačním úřadem.

Projekt spadá do programu budoucího využití stávajících elektrárenských lokalit. V Tušimicích už je v provozu mj. centralizované datové úložiště Skupiny ČEZ s kapacitou provozních úložišť 2 PB nebo skleníky pro pěstování zeleniny, které jsou vyhřívány teplem z provozu. Bateriový systém je umístěn v elektrárenském areálu na prostranství, kde dříve během komplexní obnovy elektrárny stála záložní plynová kotelna pro vytápění města Kadaně.

Technické řešení baterie umožňuje její provoz ve spojení s elektrárenským blokem i samostatně, přičemž oba tyto režimy jsou v rámci výzkumného projektu testovány a monitorovány. Životnost baterie je minimálně 10 let a garantováno je archivování dat minimálně za posledních 18 měsíců. V případě potřeby lze rozšířit výkon i kapacitu systému.
 

 

REGULACE FREKVENCE

Od zahájení pilotního provozu v prosinci 2019 probíhají plánované testy. Důležité totiž je ověření, jak mohou tyto systémy fungovat při poskytování služeb výkonové rovnováhy (SVR), specificky v kategorii „Záloha pro automatickou regulaci frekvence“ (FCR, dříve primární regulace) v podmínkách elektrizační soustavy České republiky. Výsledky výzkumného projektu a získané praktické zkušenosti s reálným provozem bateriového systému budou využity ke stanovení podmínek jejich provozu v elektrizační soustavě. Tyto podmínky jsou předmětem Pravidel provozu přenosové soustavy (tzv. Kodex PS).

 

Na úpravy Kodexu PS čekají také provozovatelé bateriových systémů, které byly vybudovány s komerčními předpoklady a je velký zájem o to, aby mohly poskytovat podpůrné služby pro přenosovou soustavu. Jde také o služby výkonové rovnováhy, kdy společnost ČEPS, která za kvalitu a spolehlivost dodávky elektřiny na úrovni přenosové soustavy odpovídá, musí zajistit, aby noví poskytovatelé těchto služeb byli stejně spolehliví a výkonní, jak to je u těch tradičních.

Frekvence je indikátorem rovnováhy mezi výrobou a spotřebou v elektrické síti v reálném čase. Při regulaci frekvence dochází v řádech sekund ke změně elektrického výkonu dodávaného do sítě, čímž se stabilita sítě nepřetržitě udržuje. ČEZ jako provozovatel energetického zařízení musí zajistit uvolnění požadované zálohy pro automatickou regulaci frekvence bloku do 30 sekund od okamžiku vzniku výkonové nerovnováhy v síti. Tušimická baterie se hodí pro vyrovnávání stability sítě v časovém horizontu sekund až nízkých desítek minut. Pro vyrovnávání sítě v delších časových intervalech má ČEPS k dispozici jiné služby, které může pro tyto účely využívat. U samostatně stojících baterií je nezbytné disponovat nabíjecí strategií.

Bateriové zařízení je zapojeno v bloku s existujícím turbogenerátorem certifikovaným pro poskytování FCR, tj. trvale vyčleněné zálohy pro automatickou regulaci frekvence. FCR je jednou z klíčových služeb, zajišťujících kvalitu a spolehlivost dodávky elektřiny na úrovni přenosové soustavy a plnění mezinárodních závazků a podmínek propojení elektrizační soustavy ČR.

Proces FCR je lokální automatická funkce, zajišťovaná obvody automatické regulace frekvence, spočívající v přesně definované změně výkonu energetického zařízení v závislosti na odchylce frekvence od zadané hodnoty. Velikost požadované změny výkonu energetického zařízení v závislosti na odchylce frekvence sítě je určena statikou automatické regulace frekvence.
 

TESTY PROBÍHAJÍ

Úkolem tušimického bateriového systému je otestovat více typů provozních režimů a služeb výkonové rovnováhy zejména v oblasti regulace frekvence. A to jak v režimu spolupráce baterie s existujícím elektrárenským blokem, tak v režimu stand-alone, kdy bude baterie od bloku odpojena. Testování ukáže, jaké možnosti poskytovat podpůrné služby v kategorii FCR mají i samostatně stojící baterie, které nejsou připojeny k některému z výrobních bloků. Vyžaduje to adekvátní přípravu provozních a technických podmínek, nastavení pravidel pro poskytování SVR, včetně pravidel certifikace tak, aby byla garantována kvalita poskytované služby a nedošlo k ohrožení bezpečnosti provozu ES ČR.

V pilotním provozu v rámci výzkumného projektu BAART se testují především jednotlivé režimy poskytování FCR a kvalita FCR. Významnou součástí projektu je rovněž monitoring provozu zařízení (zejména jeho nabíjecí strategie), který poskytne společnosti ČEPS potřebné praktické znalosti o provozu BSAE (zejména samostatně stojící baterie) v podmínkách ES ČR. O již uskutečněných testech a jejich výsledcích jsme v PRO-ENERGY magazínu psali v číslech 1 a 2 tohoto roku, autory byli pracovníci společnosti ČEPS.
 

BUDOUCNOST BATERIÍ

Zavádění nových technologií do života bývá často velmi nákladné, z čehož někteří odborníci soudí, že jsou proto neperspektivní. Již víckrát se však ukázalo, že s rozšířením těchto technologií jejich cena prudce klesá a jsou schopny konkurovat těm zavedeným i po ekonomické stránce (a také bez dotací). Například podle některých odhadů by náklady bate­riových systémů v roce 2025 mohly činit cca 160 USD/kWh (tj. 40 % ceny z roku 2016).

Globální výkon světových bateriových úložišť energie do roku 2040 podle odhadů vzroste více než stonásobně. V roce 2018 byla instalována úložiště na úrovni 9 GW/17 GWh, zatímco v roce 2040 to bude 1 095 GW/2 850 GWh.

Li-Ion baterie o výkonu 100 MW a kapacitě 129 MWh může uskladnit tolik energie, která by pokryla spotřebu zhruba 300 tisíc domácností po dobu jedné hodiny. Podle zdroje z Královské univerzity v Londýně budou již v roce 2030 lithium-iontové baterie nejlevnější možností akumulace elektrické energie pro většinu aplikací.

související články

Editorial (4/2020)

30. 11. 2020
18:00
PRO-ENERGY

Dobrý sluha, ale zlý pán? Technologický pokrok od začátku průmyslové revoluce jde nahoru raketovým tempem. Tam, kde vývoj podobného zařízení trval dříve 10 let, dnes se to děje často i za polovinu doby. Motivace lidí jít stále vpřed je různá. Někdy…

# elektřina
# strategie

Starší koncept, nové výsledky: V hlavní roli síra

30. 11. 2020
18:00
PRO-ENERGY

Snažím se stát oběma nohama pevně na zemi a být spíše střízlivý v očekáváních, říká o sobě Tomáš Kazda z VUT Brno, autor…

# technologie
# účinnost
# AKU-BAT

Nový směr energetické politiky USA?

30. 11. 2020
18:00
PRO-ENERGY

Donald Trump se čtyři roky snažil dělat energetickou a environmentální politiku odlišně od svého předchůdce Baracka Obamy. Za…

# paliva
# elektřina
# politika
# trhy
# personálie
# strategie

Energetika v době post-koronavirové

30. 11. 2020
18:00
PRO-ENERGY

Důsledky koronavirové pandemie se podle odborníků promítnou do řady dalších let. Na tom, jak se budou vyvíjet ceny elektřiny a…

# plyn
# elektřina
# ceny
# trhy

Vývoj cien energetických komodít v období 09/2020 až 11/2020

30. 11. 2020
18:00
PRO-ENERGY

Budúcoročné ceny elektriny kopírovali počas uplynulých troch mesiacov celkom presne ceny emisných kvót, ktoré sú dôležitým…

# plyn
# elektřina
# ceny
# trhy

14. medzinárodná konferencia ENEF 2020

09. 02. 2021 - 10. 02. 2021
Hotel DIXON, Banská Bystrica, SK
14. ročník Medzinárodnej konferencie "enef" nadväzuje na úspešnú históriu konania tohto podujatia, ktoré sa v dvojročnej periodicite organizuje na Slovensku už od roku 1994. Téma konferencie je „ČISTÁ, BEZPEČNÁ A EFEKTÍVNA ENERGETIKA PRE ĽUDÍ". - původní termín říjen 2020.

e-SALON

11. 03. 2021 - 14. 03. 2021
PVA EXPO PRAHA, Beranových 667, 199 00 Praha 9 - Letňany
Specializovaný odborný veletrh zaměřený především na kontraktační jednání s tuzemskými  a zahraničními vystavovateli, výrobci a obchodníky.

BIOMASA

11. 04. 2021 - 14. 04. 2021
Výstavište Brno
Veletrhy TECHAGRO, SILVA REGINA a BIOMASA jsou přesunuty, uskuteční se na jaře 2021. Veletrh BIOMASA navazuje na zemědělské a lesnické veletrhy TECHAGRO a SILVA REGINA. Prezentuje možnosti využívání lesní a zemědělské biomasy a odpadu z živočišné výroby, což pro zemědělce a lesníky představuje logickou nástavbu na jejich každodenní činnost a další pracovní příležitost.

Komoditní data

17.01.2021
€/MWh okte
Base
52.9533
-2.5847 %
Peak
56.99
-4.05993 %
Offpeak
48.9167
-0.807733 %
17.01.2021
€/MWh elix
Base
30.8967
0 %
Peak
33.3208
0 %
Offpeak
28.4725
0 %
16.01.2021
€/MWh ote
Base
56.2738
-18.6183 %
Peak
61.7367
-24.3771 %
Offpeak
50.8108
-10.3206 %

ENERGY-HUB je moderní nezávislá platforma pro průběžné sdílení zpravodajství a analytických článků z energetického sektoru. V rámci našeho portfolia nabízíme monitoring českého, slovenského i zahraničního tisku.

54701
Počet publikovaných novinek
1775
Počet publikovaných akcí
601
Počet publikovaných článků
ENERGY-HUB využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování jakéhokoli obsahu či jeho části veřejnosti je bez předchozího souhlasu výslovně zakázáno.
Drtinova 557/10, 150 00 Praha 5, Česká republika