Optická datová síť, obousměrný tok energie, chytré elektroměry. Společnost ČEZ Distribuce představila v rozvodně Řeporyje své plány na modernizaci distribuční elektrické sítě ve vztahu k decentralizovaným zdrojům, akumulaci a elektromobilitě.
Decentralizované zdroje, akumulace, elektromobilita. Českou distribuční síť čeká v příštích letech zásadní proměna, jen ČEZ do ní plánuje investovat 83 miliard korun, přičemž 23 miliard z toho zamíří do takzvané „digitalizace“ distribuční sítě.
Konec velkých elektráren
Dosavadní topologie sítě, kterou bychom mohli zjednodušeně popsat jako „velká elektrárna – jednosměrná distribuční síť – spotřebitel“, totiž přestává být dostatečná. Musí se připravit na zásadní pokles stabilního instalovaného výkonu ukončením provozu dosluhujících velkých tepelných elektráren a nahrazení tohoto výkonu velkým množstvím menších decentralizovaných zdrojů – od menších fotovoltaických a větrných elektráren po maličké fotovoltaické systémy na střechách koncových uživatelů – dnes spotřebitelů, v budoucnosti i producentů.
A není to žádná vzdálená budoucnost. Jen v loňském roce bylo do sítě ČEZu připojeno 4 182 fotovoltaických zdrojů a 1 866 fotovoltaických zdrojů s akumulací energie. Akumulace energie znamená, že součástí systému jsou akumulátory, do kterých se přebytečná (aktuálně nespotřebovávaná) energie ze solárních panelů ukládá a je využita ve chvíli, kdy produkce poklesne a spotřeba vzroste.
Většina decentralizovaných zdrojů má totiž jednu slabinu – jejich výkon je závislý na intenzitě slunečního svitu nebo na rychlosti větru, a na rozdíl od tepelných a jaderných elektráren tak nenabízí stálý a snadno predikovatelný výkon. Tuto nevýhodu má řešit kombinace akumulace, inteligentního řízení sítě, operativního řízení spotřeby a flexibilní tarifikace.
Nástup elektromobility
Dalším fenoménem, který elektrickou distribuční síť ovlivní, je elektromobilita. Počítá se s tím, že v roce 2025 by mohlo v ČR jezdit až 232 000 elektromobilů, které budou z distribuční sítě čerpat energii pro svůj provoz. Distribuční síť je na takové množství vozidel dostatečně dimenzována, a ani jejich spotřeba nebude mít podle zástupců společnosti ČEZ na celkovou energetickou bilanci výraznější vliv.
Čím však elektromobilita zasáhne energetiku výrazněji, je rozložení potřebného výkonu v čase a možná tvorba odběrových špiček při využívání veřejných rychlonabíječek.
Doma nabíjený elektromobil je z pohledu distributora běžný elektrický spotřebič, podobně jako třeba bojler, a rozhodně není třeba mít obavy, že „si pak soused ani neuvaří kafe“. Z hlediska zatížení sítě je podle Radima Černého z ČEZ Distribuce vhodné využívat třífázové nabíjení, které síť vytěžuje symetricky, přičemž s třífázovým nabíjením lze rychleji nabíjet i nižšími proudy, a tím neomezit použití jiných domácích spotřebičů i s nižší hodnotou hlavního jističe.
Trochu jiná situace je u vysokorychlostních DC nabíjecích stanic, dnes se setkáváme nejen s 50kW stanicemi, ale také 75 a 150kW variantami. A takový volný příkon není zdaleka všude k dispozici a bude jedním z předmětů dalších investic. ČEZ Distribuce počítá s tím, že bude mít „červená tlačítka“, kterými bude moci v případě, že by v distribuční síti nastal z jakýchkoli důvodů stav nouze, tyto nabíječky od sítě dočasně odpojit.
Chytrá síť
Digitalizovaná distribuční síť bude mít od té současné dva úplně nové přístupy. Bude počítat s obousměrným tokem energie – ke spotřebiteli i od spotřebitele – a bude doplněna obousměrnou datovou komunikací. ČEZ proto buduje svoji páteřní optickou síť, která má mít celkovou délku přes 7 000 kilometrů, přičemž v tuto chvíli jsou zhruba v polovině.
Síť bude vybavena velkým množstvím senzorů a měřících zařízení, díky kterým bude mít řídící systém velmi přesný přehled o jejím vytížení a analýzou dat za delší časový úsek dokáže i lépe predikovat energetické toky. Novinkou budou chytré elektroměry, do roku 2027 jimi budou osazeni všichni zákazníci s roční spotřebou přesahující 6 MWh, přičemž do této kategorie často spadají i rodinné domy s elektrickým vytápěním nebo elektromobilem.
Data z těchto elektroměrů budou dostupná distributorovi (tomu pomohou s řízením sítě) i zákazníkovi (tomu pomohou s plánováním spotřeby). Umožní to také vznik takzvaných dynamických tarifů, u kterých se bude měnit cena dodávané energie podle toho, zda jí bude v síti „přebytek“ nebo „nedostatek“. K dispozici budou i nástroje, které zákazníkovi umožní řídit provoz nejnáročnějších spotřebičů v dobách s nízkou cenou energie, i to povede ke stabilizaci sítě.
Většího uplatnění se dočká takzvané „hromadné dálkové ovládání – HDO“, které je dnes využíváno například pro systémy elektrického vytápění, distributor energie podle potřeby tyto spotřebiče vypíná a zapíná, a současně řídí vícesazbový elektroměr tak, aby spotřebu správně počítal ve vysokém (dražším) nebo nízkém (levnějším) tarifu .
V budoucnu těchto tarifů bude mnohem více a budou přepínány v kratších intervalech a reakce zařízení budou uživatelem lépe definovatelná. A počítá se s tím, že toto spínání bude řídit i domácí nabíjení elektromobilů, přičemž pomocí systému vozidla a wallboxu již dnes bývá uživatelsky nastavitelné, jaký minimální stav nabití akumulátoru chcete mít vždy k dispozici (tj. co nejdříve se nabije na danou hodnotu, aby bylo vozidlo vždy operativně připraveno k cestě), a jak nabitý akumulátor chcete mít v čase plánovaného odjezdu (často je pro klidné cestování zbytečné a pro životnost akumulátoru nepříznivé nabíjet do 100 procent).
Budoucnost
K efektivnímu a přesnému řízení mají vést nejen měřící body v rozvodnách a transformátorovnách, ale také již několikrát výše zmíněné chytré elektroměry. Jejich součástí bude limiter, takže by se výše maximálního rezervovaného příkonu odběratele mohla ovládat operativně na dálku. Na dálku půjde i omezit nebo odpojit případný neplatící zákazník.
Při dostatečném rozšíření elektroměrů jimi půjde hlídat i černý odběr nebo třeba odhalit porucha vedení, při které bude docházet ke ztrátě energie – data z elektroměrů v dané oblasti nebudou sedět s daty z přípojného uzlu. Takto budou samostatně sledovány i malé „clustery“, například chatová oblast. Ačkoli budou mít chataři kvůli dvakrát do roka použité cirkulárce vysoký fyzický jistič, distributor bude znát reálný příkon dané oblasti a může podle toho upravit i cenovou nabídku nebo třeba připojit další odběratele, na které by bez takovéto znalosti nezbyla kapacita.
