Expert: Klíčovou roli v transformaci energetiky sehrají bateriové systémy skladování energie

• 26. 11. 2021
• Redakce

Společnost Huawei nedávno představila 10 trendů pro chytrou digitální energetiku pro příštích několik let. Jak tyto trendy ovlivní budoucí rozvoj energetiky?

Ve skupině Huawei jsme nedávno založili novou společnost Huawei Digital Power Technologies. Tato společnost se zaměřuje na moderní technologie v energetice s důrazem na „jejich digitalizaci. Patří sem 5 oblastí: výroba, distribuce, řízení spotřeby (například za účelem nabíjení elektromobilů), správa elektráren a akumulace energie.

Společnost Digital Power Technologies působí napříč těmito 5 sektory, kde jsme nedávno definovali 10 hlavních trendů pro chytrou digitální energetiku. Nebudu je všechny vyjmenovávat, ale vyzdvihnu ty hlavní. Ve společnosti Huawei se již více než 20 let zabýváme energetikou s důrazem na komerční a distribuční sektor. Naší prioritou je vývoj nových technologií, které postupně přetvářejí tradiční energetiku do moderní digitální podoby.

Velkou část moderní energetiky bude patřit obnovitelným zdrojům energie (OZE), které se postupně stanou dominantními zdroji, a to platí zejména pro fotovoltaické elektrárny (FVE). V Evropě do roku 2020 původně počítalo s cca 20% podílem OZE na energetickém mixu, ale již dnes vidíme některé země, kde je podíl OZE na spotřebě až 60-70% na jihu Evropy.

V této souvislosti je třeba zdůraznit, že OZE jsou již nákladově efektivní a konkurenceschopné bez dotací v mnoha zemích světa. Proto podíl OZE na spotřebě elektřiny bude každý rok narůstat, což ale bude znamenat velké nároky na řízení tradičních energetických distribučních sítí s ohledem na velkou volatilitu OZE. Stále rostoucí penetrace OZE bude mít zvyšující dopady zejména na  provoz distribučních sítí.

V horizontu příštích 5 let se postupně musí FVE změnit se zařízení, které se adaptují na síť, na zařízení podporující provoz distribučních sítí. Za tímto účelem FV střídače by měly disponovat schopnostmi jako je SCR zkratový poměr, kompatibilita s harmonickým proudem do 1 %, řízením výkyvů napětí a také  regulací frekvence, což je nezbytné pro připojení k sítí.

Právě pomocí chytrých digitálních technologií však dojde k postupné transformaci fosilní energetiky směrem k moderní digitální energetice, kde budou dominovat OZE. Velkou roli v moderní energetice bude hrát umělá inteligence (AI). Právě hluboká integrace AI a FVE usnadní vzájemné snímání a propojení mezi zařízeními, což umožní zlepšenou výrobu energie a efektivitu O&M (provozu a údržby) prostřednictvím spolupráce při optimalizaci. Techniky AI mohou nabídnout slibné nové technologie pro FVE, včetně: proaktivní identifikace a ochrany FV modulů a poruch zařízení pomocí diagnostických algoritmů AI.

Díky rychlému rozvoji digitálních technologií, jako je 5G a cloud, se očekává, že do roku 2025 bude plně digitalizováno více než 90 % všech FVE. Toto umožní, aby FVE byly jednoduché, inteligentní a byly kvalitně řízeny.

V budoucnosti umožní AI řízení distribuční sítí a podpoří jejich efektivní rozvoj, a to jak na úrovní lokálních distribučních sítí (v podnicích nebo městech), tak na regionální či celostátní úrovni. Na rozdíl od tradičního „historického“ centrálního pojetí energetiky dojde v budoucnosti k její transformaci směrem k decentralizaci s důrazem na lokální výrobu a spotřebu energie.

Z pohledu společnosti Huawei bude transformace energetiky náročným procesem, které lze přirovnat k telekomunikacím, kde nedávno došlo k transformaci z pevných sítí na mobilní sítě. Transformace energetiky však přinese podnikům řadu výhod. Abychom tento přechod na moderní energetiku firmám usnadnili, společnost Huawei přináší na trh řadu řešení, které tento proces zjednoduší a také zefektivní z pohledu jejich managementu.

Klíčovou roli v transformaci energetiky sehrají bateriové systémy skladování energie (BSSE). Díky využití BSSE dojde k vyhlazení velmi proměnlivé výroby OZE a jejich dostupnosti praktický po dobu 24 hodin denně. Dalším pozitivní efektem nasazení BSSE je zvýšení kvality elektrické energie, což bude přínosem nejen pro odběratele, ale také pro řízení distribuční sítí.

Přibližně 8 z 10 nových FVE, které se v současné době instalují v České republice, je založeno na kombinaci solární energie a skladování. Jak společnost Huawei reaguje na rostoucí trend akumulace energie?

Jak jsem již dříve uvedl, bude stále více docházet  k propojování FVE  se BSSE. Podle našich odhadů bude do roku 2025 více než 30 % FVE vybaveno systémy skladování energie. Důvodem tohoto trendu je rozdíl mezi poptávkou po elektřině v době hlavní spotřeby ve večerních či ranních špičkách, kdy obvykle FVE nevyrábějí elektřinu Právě díky BSSE se přesune spotřeba solární energie do doby energetických špiček.

Většina zemí v Evropě, Asie či Americe proto zavede povinnost instalace BSSE jako součást OZE z důvodu jejich intermitence a dynamického rozvoje. Samozřejmě jednotlivé země se budou lišit ve standardech BSSE z pohledu délky skladování energie v rozsahu 2, 4 či až 8 hodin.  Bude to spojeny s nároky či standardy na řízení energetických sítí v jednotlivých zemích.

Ceny BSSE stejně jako FVE neustále klesají z dlouhodobého hlediska. Proto jsem přesvědčen, že akumulace energie se stane nezbytnou součástí moderní energetiky. Jejich role ve zkvalitnění frekvence a dalších kvalitativních parametrů elektrické energie je předurčuje k velmi dynamickému rozvoji v blízké budoucnosti.

S ohledem na výše uvedený trend uvidíme stále více propojování FVE  se BSSE nejen v lokálních distribučních sítích, ale také na úrovní přenosové (tj. celostátní) sítě. Jejich nasazení umožní vyšší stupeň stability sítě v reakci na vyšší podíl obnovitelné energie. V moderní energetice budou mít také význam nástroje pro aktivní řízení poptávky (tj. Demand-Side management).

Na tento trend samozřejmě reagujeme v Huawei, a přinášíme zákazníkům odpovídající řešení v oblasti akumulace energie. Nedávno jsme na našem stánku na veletrhu Intersolar v Mnichově zákazníkům představili  naše řešení v oblasti BSSE pro firemní i rezidenční segment. Umožňují flexibilní nasazení, rychlé rozšiřování a údržbu bez nutnosti odborníků na místě instalace. Toto výrazně přispěje ke snížení nákladů na provoz a údržbu BSSE, a také to zlepší dostupnost celého systému.

Proč Huawei výrazně investuje do výzkumu a vývoje?

V rámci naší dlouhodobé firemní strategie věnujeme více než 10% z tržeb ročně do oblasti vývoje a výzkumu nových produktů. Jen v roce 2020 jsme investovali více než 15 milionů amerických dolarů do vývoje. Našim cílem je každoročně udržet tuto úroveň investic do vývoje.

V rámci výzkumu a vývoje investuje Huawei do různých oblastí. První oblastí jsou investice do základních technologií a materiálových vstupů. V Rusku a Japonsku máme Centra výzkumu základních materiálů. Další Centrum výzkumu v oblasti energetických přenosových sítí se nachází v Norimberku v Německu.

Dále máme výzkumná centra zaměřená na umělou inteligenci (AI) a na vývoj nových produktů. Jednotlivá výzkumná pracoviště, která se zabývají výzkumem základních materiálů, podporují vývoj různých technologií od telekomunikací, přes automotive sektor až po řešení pro energetiku, včetně střídačů a BSSE.

Další oblastí, do které investujeme, je vývoj nových produktů a řešení v jednotlivých oblastech, ve kterých Huawei působí. Naší prioritou je rozvoj řešení v oblasti digitální energetiky. V této oblasti podporujeme vývoj nových technologií určených pro virtuální elektrárny, což následně umožní v budoucnosti další rozvoj distribuované fotovoltaiky.

Více informací o řešeních a produktech společnosti Huawei naleznete na tomto odkazu.