Akumulátory jako funkční podpora pro starší farmy větrných elektráren Společnost Phoenix Contact využívá otevřenou řídicí techniku k překlenutí mezery mezi výrobou energie, jejím skladováním a dalším využitím.

V současné době je 46,2 % hrubé spotřeby elektřiny v Německu pokryto z obnovitelných zdrojů. Údaje Spolkového úřadu pro životní prostředí se vztahují k roku 2022 a označují větrnou energii za nejdůležitější zdroj v energetickém mixu s bilancí 125,3 miliardy kWh. Podle portálu Statista činil podíl větrné energie 21,7 %.

Na první pohled to může znít dobře, ale nemělo by to zastínit skutečnost, že podle Spolkového úřadu pro životní prostředí je pro dosažení klimatických cílů zapotřebí rychlejšího tempa rozšiřování větrné energetiky. Vedle dalšího rozšiřování je opakovaným tématem otázka, jak naložit se staršími větrnými elektrárnami (WEA). Jedná se především o větrné elektrárny, které byly postaveny se státními dotacemi podle zákona o obnovitelných zdrojích energie (EEG), který vstoupil v platnost v roce 2000. V důsledku toho jsou první větrné elektrárny již dobrých 20 let staré a dotace jsou „vytěžené“.

Vzhledem ke ztrátě státních dotací stojí provozovatelé před ekonomicky motivovanou otázkou, zda elektrárny demontovat, nebo je prostě provozovat dál. Třetí možnost: repowering ve spojení s průmyslovými akumulátory energie. Díky této rezervě se mohou starší farmy větrných elektráren účastnit i trhu s primárním regulačním výkonem. V ideálním případě se farma větrných elektráren a akumulační systém spojí ve společném bodě připojení do sítě. Vzniká tak záložní jednotka, která může díky svému akumulátoru energie dodávat primární regulační výkon. Stárnoucím farmám větrných elektráren se tak nabízí další život, protože kombinace se systémy akumulátorů energie otevírá zcela nové obchodní modely a modely využití.

Společnost Phoenix Contact podporuje tento vývoj modulárními systémy pro instalaci systémů akumulátorů energie. Společnost také využívá otevřenou řídicí techniku, která vyplňuje mezeru mezi výrobou energie, jejím skladováním a dalším využitím. Za tímto cílem stojí propojení odvětví, s nímž společnost Phoenix Contact pokračuje při práci na koncepci All Electric Society.

Primární regulační výkon je nezbytný k udržení stability elektrické sítě. Ta sama o sobě přirozeně nemá žádnou fyzikální šanci ukládat energii. Proto je třeba neustále udržovat rovnováhu mezi nabídkou a poptávkou. V současné době se v energetice rozlišují tři formy regulačního výkonu, které jsou definovány jejich schopností být v určitém časovém horizontu dostupné. Primární regulační výkon musí být dostupný do 30 sekund. V případě sekundárních výkonů zbývá pět minut jako rezerva, která má pak za úkol převzít štafetu od primárního výkonu do 15 minut – aby se primární výkon mohl zotavit. Minutový rezervní výkon je známý rovněž jako minutová rezerva. Musí být dostupný do 15 minut pro zápornou i kladnou regulační energii. Pro dosažení kladného výkonu se obvykle používají elektrárny, které lze rychle uvést do provozu. Záporné zátěže lze dosáhnout pomocí velkých spotřebičů, jako jsou elektrické obloukové pece, noční zásobníkové ohřívače, přečerpávací elektrárny nebo řízené vypínání větrných elektráren. Všechna stručně popsaná opatření sledují celkový cíl zajistit stabilitu sítě. „Pokud je zátěž příliš vysoká, začne klesat kmitočet. Po odpojení zátěže se zvyšuje. Oběma případům je třeba se vyhnout,“ shrnuje Dr. Rüdiger Meyer, aplikační expert na akumulátory energie ve společnosti Phoenix Contact.

Z ekonomického hlediska jsou snadno dostupné plynové elektrárny pro minutový rezervní výkon stejně neefektivní jako odstavování farem větrných elektráren. Na jedné straně se vyrábí elektrická energie s vysokými nároky na primární energii a na druhé straně se nevyužívá dostupná kinetická energie větru. Vzhledem k tomuto dilematu vidí Dr. Rüdiger Meyer velmi dobré perspektivy rozvoje, zejména pokud jde o vybavení stávajících farem větrných elektráren akumulátory energie v průmyslovém měřítku. „Pokud spojíme farmy větrných elektráren s velkokapacitními akumulátory, lze je využít k vyrovnávání křivek zatížení sítě. Díky vlastnímu systému skladování energie tak mohou větrné turbíny zůstat ve větru a vyrábět energii, i když je síť plná.“ V opačném směru lze energii z akumulačního systému odebírat i v době, kdy je bezvětří. Jednotky by tak hrály důležitou roli i ve stabilitě sítě.