Fiktívna prekážka nasadenia fotovoltiky – predikovanie “nepredikovateľného” zdroja

Jedna z prednášok minulotýždňového seminára SAPI bola aj od Marcela Šúriho zo Solargis s.r.o. Kto Marcela nepozná, nevadí, ale asi každý kto sa zaoberá fotovoltikou pozná PV GIS – nástroj EK na ohodnotenie možnej produkcie z FV v Európe. Na a práve za týmto nástrojom stál pri jeho tvorbe Marcel so svojím, vtedajším aj súčasným, kolegom Tomášom Cebecauerom. Keď prišli späť domov, tak založili svoju firmu a venujú sa ohodnocovaniu FV produkcie na celom svete.

Ako zistiť koľko vyrobí fotovoltika na vašom dome, vo vašej lokalite?

O oboch nástrojoch, za ktorými je Marcel s Tomášom, sme už písali v inom článku: Šesť solárnych mýtov vyvrátených (2 z 6). Tiež sme ich porovnávali s nástrojom od Google: Google SunRoof – jeho predchodcovia a konkurenti. Pri zisťovaní možnosti výroby elektriny, zo Slnka, na dome opravdu odporúčam sa pohrať s možnosťami PV GIS-u. Ten je zadarmo a dovoľuje skúšať rôzne nastavenia, rôzny sklon strechy, rôzne smerovanie voči juhu ale aj či sa a koľko oplatí tzv. tracker.

Pri SolarGis-e si to bohužiaľ neodskúšate, lebo je to komerčný nástroj. Je podstatne kvalitnejší, s aktualizovanou databázou slnečného žiarenia, dlhou históriou dát – takmer 20 rokov v našom regióne. Len je určený na prácu za, ktorú si nechá aj zaplatiť. Pre profesionálov v obore je to najlepší nástroj. Na pokusy a hranie je dostatočný samotný PV GIS.

Marcel Šúri (SolarGIS) počas prednášky
Marcel Šúri (SolarGIS) počas prednášky

V úvode prednášky sa Marcel venoval nezastaviteľnému nárastu využívania slnečného žiarenia na produkciu elektriny. Okrem iného je to aj z týchto dôvodov:

  • Slnečná energia je najväčší zdroj energie
  • Jeden z najlacnejších moderných zdrojov energie
  • Environmentálna záťaž je minimálna
  • Ekonomická príležitosť a výzva pre všetkých

Komentár k uvedenému hádam ani netreba, tí čo tento web čítate častejšie (ďakujeme) tak máte dosť silný obraz o dôvodoch potvrdzujúcich toto tvrdenie.

Silnejšiemu rozvoju fotovoltiky však bránia viaceré technické a ekonomické prekážky. A práve im sa venovala druhá časť prednášky Marcela Šúriho.

Je fotovoltika skutočne ako zdroj elektriny nepredikovateľná?

Nie je to pravda, je to len mýtus šírený klasickou energetikou a na Slovensku najmä regulátorom. Produkcia elektriny zo Slnka sa dá veľmi efektívne odhadnúť. A preto aj o tom píšem, lebo práve Marcel Šúri to pekne zhrnul vo svojej prednáške na seminári SAPI.

sapi-solargis_01-r
Globálne slnečné ožiarenie nad zvoleným regiónom Zdroj: Sloargis s.r.o.

Ako dva hlavné technické problémy pri FV technológii môžme uviesť nesúlad výroby elektriny a jej spotreby (a teda problematiku dočasného “skladovania” elektriny) a potrebu jej predikcie. I napriek tomu, že Slnko “vychádza” ráno nad obzorom už dlhé milióny rokov, tak stále ho “klasickí” energetici označujú za nepredikovateľný. Vychádzajú z všeobecne pravdivého faktu, že síce Slnko je na oblohe každý deň, ale jeho energia môže byť tienená oblakmi a celkovo zlou meteorologickou situáciou.

Marcel vo svojej prednáške predviedol model predpovedania výroby FV elektriny v jednom konkrétnom dni na území Nemecka.

V simulácii boli tri úrovne predpovedaného regionu:

  1. plocha 5 x 5 km; umiestnená 1 FVE;
  2. plocha 50 x 50 km; umiestnených 9 FVE;
  3. plocha 250 x 250 km; umiestnených 49 FVE.

Ako vidno na nasledovnom obrázku, tak pri jednej FVE je výstup z tejto elektrárne značne závislý na miestnych podmienkach:

sapi-solargis_1

Najmä zmena výstupného výkonu (na obrázku “Relative PV output change”) je to, to čo robí energetikom vrásky. Rozkmit zmien je cez +- 30 % od konštantného výkonu. Riadenie elektrizačnej sústavy tak musí reagovať na dve rôzne dynamické premenné: A. spotreba, B. FV výroba. A to je úloha na ktorú neboli dlhé roky pripravení.

Ak však množstvo FVE narastie a s nimi sa zväčší región predpovedi, potom sa dá už hovoriť o stabilnejšej situácii:

Porovnanie výroby 1 a 9 FVE
Porovnanie výroby 1 a 9 FVE

Sivá farba predstavuje výstup a jeho zmenu u každej FVE. Modrá je agregovaná hodnota priebehu výkonu všetkých FVE v regióne 50 x 50 km. Ako vidno, tak sumárna odchýlka produkcie sa stabilizuje. Odchýlka výkonu jednotlivých FVE sa dokonca rozšírila na takmer +- 60%. Avšak celková hodnota sa pohybuje hlboko pod +- 20 %. Posledným prípadom je rozšírenie počtu elektrární na 49 a predpovedaný región na 250 x 250 km:

Porovnanie výroby 9 a 49 FVE
Porovnanie výroby 9 a 49 FVE

V prípade takto veľkého regiónu a väčšieho počtu FVE už môžme hovoriť prakticky o stabilnej výrobe s odchýlkou menej ako +- 10 %. Pre porovnanie na Slovensku je okolo 400 FVE nad 100 kW výkonu na ploche cez 700 x 200 km. Jednotlivé fotovoltické elektrárne sú celkom homogénne rozmiestnené po celom Slovensku.

Z uvedeného vidno, že predpovedať výrobu FVE s jednodňovým predstihom sa dá s presnosťou okolo 6 % a z rozlíšením na 15 min. Pričom je reč čisto o FVE bez akumulácie. Pokiaľ by sme však do tohto modelu začali komponovať aj moderné možnosti uskladňovania elektriny a jeho dynamického riadenia, tak už vieme hovoriť o tak pozitívnom vplyvu FVE na elektrizačnú sústavu, že klasický energetici o nej ani v najdivokejších snoch nesnívali.

Vplyv ukladania FV elektriny do batérií: pri začiatku slnečného svitu alebo ako spôsob obmedzovania výstupného výkonu.
Vplyv ukladania FV elektriny do batérií: pri začiatku slnečného svitu alebo ako spôsob obmedzovania výstupného výkonu.

Pri akumulácii v malom (domácnosť – rádovo 5 až 10 kWh) asi ťažko riešiť centrálne riadenie ukladania. Ale pri úložiskách na úrovni disribučiek a ich uzlov (stovky a viac kWh) už môže byť veľmi zaujímave aj kombinovať a riadiť čas ukladania a “vyberania” elektriny – viď obrázok hore. Dokonca môžme povedať, že naše prečerpávacie vodné elektrárne sú na toto určené. Výkonovo ich je dosť: Čierny Váh – 735,16 MW, Liptovská Mara – 198 MW, Ružín – 60 MW a Dobšiná – 24 MW (Zdroj: Slovenské elektrárne a.s.). Máme teda k dispozícii 1 GW “baterku”.

 

Komentáre

comments

Jedna myšlienka na “Fiktívna prekážka nasadenia fotovoltiky – predikovanie “nepredikovateľného” zdroja

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

Táto webová stránka používa Akismet na redukciu spamu. Získajte viac informácií o tom, ako sú vaše údaje z komentárov spracovávané.