Tušimická baterie umí obnovit rovnováhu frekvence elektřiny v síti do 30 sekund

Tušimický bateriový systém jsme představili před dvěma lety, když byl nově dokončený (https://www.3pol.cz/cz/rubriky/fyzika-a-klasicka-energetika/2675-tusimicka-baterie). Po dobu 1,5 roku testovaly společnosti ČEZ a ČEPS tento systém v rámci projektu BAART (Bateriová Akumulace pro Automatickou Regulaci frekvence Tušimice). Pak nastaly tři měsíce ostrého provozu, které potvrdily a rozšířily jeho přednosti prokázané už při testech. Vysokou spolehlivost, nízkou poruchovost a schopnost rychlé reakce na odchylky frekvence doplnilo ještě využívání tzv. rozvojových funkcí a všechno podtrhly výborné výsledky vzešlé z provozní diagnostiky. Nyní je už "dospělý" a dodává 2 000 MWh regulačního výkonu měsíčně.

Těžko na cvičišti, lehko na bojišti. Za půldruhého roku zkoušek v pilotním režimu tušimický velkokapacitní bateriový systém dospěl a získal potřebné formální povolení k ostrému provozu. Od začátku července funguje systém v komerčním módu a poskytuje služby výkonové rovnováhy.„První tři měsíce standardního provozu po úspěšné certifikaci baterie pro poskytování podpůrných služeb hodnotíme kladně. Za tuto dobu se její využívání vyšplhalo až k hranici 99 %. Ověřili jsme si, že kromě základní funkce - regulace frekvence - zvládne i další služby výkonové rovnováhy. S dalším zvyšováním podílu obnovitelných zdrojů v soustavě bude narůstat i význam akumulace, a na to chceme být připraveni. Sledujeme vývoj legislativy a průběžně připravujeme další bateriové projekty, hlavně ve vybraných areálech klasických elektráren,“ uvedl Jan Kalina, člen představenstva a ředitel divize obnovitelná a klasická energetika ČEZ.

Tušimická baterie je zapojena v bloku s jedním z turbogenerátorů tušimické elektrárny o výkonu 200 MW, který s akumulační jednotkou spolupracuje při koordinovaném nabíjení/vybíjení baterie. Při poklesu frekvence sítě pod 50 Hz dodává bateriový systém energii do soustavy (vybíjí se), naopak při frekvenci vyšší než 50 Hz bateriový systém energii ze soustavy odebírá (nabíjí se). Vyzkoušen byl i režim samostatného provozu baterie v tzv. režimu standalone.

Tušimická „baterka“ v číslech

• 12metrový kontejner obsahuje baterie o instalovaném výkonu 4 000 kW
• na obnovu rovnováhy frekvence v síti potřebuje baterie jen 30 sekund
• je schopná velmi rychlé reakce na změny frekvence: až 8 kW za 40 milisekund

-       systém si uchová lepší schopnost reakce na nadměrné výkyvy frekvence v soustavě při provozu v užším pásmu stavu nabití (40–60 %)

-       za dobu provozu poskytla baterie služby výkonové rovnováhy v objemu 40 000 MWh, tj více než 2 000 MWh měsíčně.

-          30 stojanů dokáže jednorázově dodat do sítě až 2800 kWh.

Roční testy prokázaly, že baterie je dlouhodobě spolehlivá a je schopna stabilních dodávek služeb výkonové rovnováhy.

Obstála i v závěrečné fázi testu tzv. rozvojových funkcí, při ověřování její schopnosti reagovat na rychlé změny frekvence při situacích blízkých 0% nebo naopak 100% stavu baterie. A bylo to včetně tzv. Rezervního módu, kdy omezení dodávaného výkonu při stavu blízkém vybití baterie umožní další prodloužení poskytování služby regulace frekvence.

Na nejvyšší úrovni je také řídicí systém úložiště a mechanismus přenosu dat

Díky napojení přímo na řídicí systém odpovídají tušimické elektrárny nejvyšším standardům kybernetické bezpečnosti. „Zdravotní stav“ baterie kontrolují renomovaní „doktoři“. Díky spolupráci se špičkovým expertem na bateriovou diagnostiku, SouthwestResearch Institute, jsou v ostrém provozu nepřetržitě sledovány výkonnostní charakteristiky lithium-iontových tušimických článků během cyklů nabíjení a vybíjení a analyzována kapacita a stav baterie.

Vize: zprovoznit do roku 2030 nové akumulační kapacity o výkonu 300 MW

Ve vybraných areálech stávajících klasických elektráren, kde se mj. počítá i s výstavbou nových solárních parků, posuzuje ČEZ v současnosti technické aspekty a ekonomiku dalších bateriových projektů. Půjde jak o nové baterie, tak i systémy sestavené z již dříve používaných akumulátorů, tzv. second-life, které mohou být znovu využity. Jejich primární využití bude opět pro poskytování služeb výkonové rovnováhy. Podrobnější plány budou závislé na vývoji legislativy upravující podmínky výstavby a fungování akumulačních kapacit v ČR. Předpokládá se, že od poloviny roku 2022 se ČR připojí k celoevropským platformám pro nákup regulační energie.

Služby výkonové rovnováhy

Tyto službyposkytují nejčastěji výrobci elektrické energie rezervující část svého výrobního výkonu, který podle potřeby zvyšují nebo snižují, a pomáhají tak udržovat výkonovou rovnováhu v energetické soustavě v každém okamžiku. Snižující se výkon klasických zdrojů otevírá prostor pro poskytování flexibility novým technologiím, mimo jiné právě bateriovým systémům akumulace energie.

Jednou ze služeb výkonové rovnováhyje automatická regulace frekvence. Zajišťuje rovnováhu mezi výrobou a spotřebou elektřiny v elektrizační soustavě. Je přesně určena změnou výkonu elektrárenského bloku podle toho, jak se frekvence v síti vychýlí od normálu, který je např. 50 Hz.

Skupina ČEZ se věnuje komplexněoblasti akumulace energie, mj. aktivitami v segmentu veřejných rychlodobíjecích stanic pro elektromobily, v průmyslových podnicích i v domácnostech.

Věděli jste, že…

… v Evropě je aktuálně cca 500 velkých bateriových úložišť, asi 50 % se nachází na britských ostrovech a v EU je lídrem Německo s výkonem přes 7,5 GW úložišť? (zdroj: Evropa v datech, Evropská komise)

… 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. (zdroj: BloombergNEF)

… výkon velkých bateriových úložišť v USA dosáhne v roce 2023 hodnoty 12 GW a bude tak zhruba desetinásobný ve srovnání s rokem 2019? (zdroj: EIA)

… průměrná účinnost bateriových systémů v USA (82 %) je vyšší než u přečerpávacích elektráren (79 %) a jen v Kalifornii by měla být letos zprovozněna úložiště o výkonu 2,5 GW? (zdroj: EIA)

Více informací naleznete na:www.cez.cz