Obsahové položky, které si prohlížíte, jsou přizpůsobeny požadavkům Česko. Zobrazit obsahové položky pro Spojené státy | Vybrat jinou zemi

Co je dobré vědět
01.07.2024

Co je temné bezvětří? A jak mu můžeme čelit?

Větrné turbíny při západu slunce

Období temného bezvětří: bez slunce, bez větru

Neexistuje žádná skutečně obsáhlá a jednotná definice temného bezvětří. Pokud se však budeme úzce držet tohoto pojmu, jedná o delší časové úseky, kdy nesvítí slunce ani nevane vítr. Takže máme tmu v kombinaci s bezvětřím.

V důsledku toho nejsou solární panely ani větrné elektrárny schopny dosáhnout svého výkonu potřebného pro dodávky elektrické energie získávané z obnovitelných zdrojů. Z hlediska další příčinné souvislosti by tedy temné bezvětří mělo za následek znatelný pokles dodávek elektrické energie. To představuje pro společnost, jejímž cílem je trvale pokrýt své energetické potřeby z udržitelných zdrojů, určité výzvy.

Zimní období s temným bezvětřím

Jak často se vyskytují období temného bezvětří a jak dlouho vlastně trvají?

Zejména v zimním období je větší pravděpodobnost, že nabídka a poptávka po elektrické energii budou daleko od sebe. Potřeba energie v chladných a tmavých měsících je vysoká již jen kvůli dodatečnému vytápění a osvětlení. Zároveň je nutno počítat také s kratšími dny. V důsledku toho se snižuje časová dostupnost slunečního světla. Pokud se k tomu přidají slabé větrné fáze, hovoří Spolkový úřad pro životní prostředí o „temném bezvětří“.

Zajímavé je, že tyto „studené temné fáze“ se podle informací úřadu pro životní prostředí vyskytují v jasně definovaném časovém okně. Nejčastěji se jedná o dvoutýdenní období od 23. ledna do 6. února. Vyplývá to z měření provedených v letech 2006 až 2016 – dokumentovaných využitím konvenčních elektráren, které pokrývaly zvýšenou poptávku po energii. Kolínské středisko Science Media Centre podle stanice Deutschlandfunk informuje o třech dlouhodobých výpadcích elektřiny v zimních měsících v období let 2015 až 2020.

Akumulátory energie pro období temného bezvětří

Proč jsou akumulátory tak důležité pro účinné překonávání období temného bezvětří?

Baterie a akumulátory patří mezi nejznámější formy zařízení k ukládání energie. Existují však i další možnosti uchovávání elektrické energie. Všechny formy ukládání jsou založeny na principu přeměny určité formy energie tak, aby se stala „skladovatelnou“ a mohla být využívána nezávisle na období. Nestálá elektrická energie se například přeměňuje na chemickou energii.

Známými příklady jsou různé formy akumulátorů a rovněž široká oblast Power-to-X s elektrochemickou elektrolýzou vody umožňující získávání vodíku a kyslíku. Akumulátor energie mohou také využívat polohovou a kinetickou energii jako aktivní princip – například v podobě přečerpávacích elektráren, systémů skladování stlačeného vzduchu nebo rotačních setrvačníků. V průběhu přechodu k vytápění pomocí elektrické energie nabývají stále většího významu také tepelné jednotky, jakými jsou zásobníky ledu.

Větrné turbíny, akumulátory energie a plynová nádrž při západu slunce

Jak mohou být baterie prospěšné při překonávání temného bezvětří?

Jestliže se farmy větrných elektráren zkombinují s průmyslovým akumulátorem, získají zařízení funkční podporu, která jim umožní období temného bezvětří přestát. Akumulátor ukládá vyrobenou energii, která je takříkajíc přebytečná v době, kdy vane vítr, a vyrábí se tedy více elektrické energie, než je zapotřebí.

Panuje-li pak opět bezvětří, lze elektrickou energii z akumulátoru odebírat. Baterie proto fungují jako vyrovnávací zásobníky a jsou cenné i s ohledem na stabilitu sítě – také mimo období temného bezvětří. Tato struktura je zajímavá zejména pro dříve vybudované farmy větrných elektráren, které nemají nárok na státní dotace. Stejný funkční princip platí teké pro kombinaci s fotovoltaickými zařízeními. Pokud výtěžek ze slunečního svitu převyšuje poptávku, jednoduše se ukládá. Pokud se obloha zatáhne hustou vrstvou mraků, akumulátor cíleně napájí síť.

Co má období temného bezvětří společného s řízením zatížení?

Technické možnosti omezování dopadů temného bezvětří na zajištění dodávek jsou podobné těm, na které se aktuálně zaměřují oblasti správy budov a automatizace továren, přičemž toto úsilí je známé pod názvem řízení zatížení nebo také oříznutí zátěžových špiček (Peak-Shaving).

Špičky zatížení jsou nákladné a zatěžují napájecí síť. Pomocí akumulátorů energie lze vyrovávat špičkové odběry, tedy odstraňovat špičky při spotřebě elektrické energie. Odtud pochází také pojem „oříznutí zátěžových špiček“. Akumulátory jsou tedy dobrou možností, jak utvářet harmonický stav sítě. To celé je ještě efektivnější tehdy, jestliže se výroba a spotřeba elektrické energie harmonizují prostřednictvím propojení odvětví.

Schéma propojení odvětví

Čím přispívá propojení odvětví k posilování koncepce All Electric Society v obdobích temného bezvětří?

Účinnou energetickou síť lze vytvořit propojením odvětví – např. vzájemným propojením budov, výrobních zařízení, skladovacích systémů a fotovoltaických zařízení s ohledem na energetické i datové technologie. Tímto způsobem je možné přesouvat toky energie v rámci inteligentních mikrosítí.

Úzké propojení mezi spotřebiteli a výrobci energie zajišťuje dosahování rovnováhy. Jako celek to lze přirovnat k samonivelačnímu systému. Propojení odvětví navíc otevírá možnost ovládat celé systémy s jejich četnými příčnými propojkami a vzájemnými závislostmi. Propojení odvětví je klíčem k utváření koncepce All Electric Society – a také účinným obranným prostředkem v obdobích temného bezvětří.

Shrnutí

Období temného bezvětří jsou přirozeného původu a nelze jim zabránit. Studie ukazují, že delší fáze bez slunce a větru se během celoročního pozorování vyskytují pouze výjimečně. Díky inteligentně propojeným odvětvím, digitálním způsobům získávání informací a především také díky používání akumulátorů energie lze však dopady temného bezvětří účinně zvládat, a to pomocí standardních technologií, které jsou k dispozici již dnes.

Autor: Thorsten Sienk

E-mail:

Spojte se s našimi odborníky

„Rádi vám poradíme ohledně All Electric Society a propojení odvětví.“

Další příspěvky