Co jsou to limity připojení k elektrické síti a proč způsobují firmám problémy?

Co jsou to limity připojení k síti a proč způsobují firmám problémy?

Limity připojení k elektrické síti představují pro podniky, které usilují o úsporu nákladů na energii, generování příjmů a plnění cílů udržitelnosti, významné problémy. Tyto limity často omezují možnosti výroby energie v místě instalace, což znamená, že podniky nejsou schopny nákladově efektivně uspokojit provozní požadavky, natož vyrábět přebytečnou energii, kterou by mohly prodat zpět do elektrické sítě.

Není překvapením, že evropské elektrické sítě se stále potýkají s rychlým nárůstem výroby energie z obnovitelných zdrojů do energetické soustavy. To často vede k tomu, že energie z obnovitelných zdrojů zahlcuje stárnoucí infrastrukturu a nutí výrobce k dočasným odstávkám nebo k platbám za nákladné posilování elektrické sítě, což jsou náklady, které v konečném důsledku nesou plátci poplatků na jednotlivých trzích.

V tomto článku naši odborníci na úložiště energie ze společnosti Wattstor vysvětlí, co jsou to limity připojení k elektrické síti, hlavní typy limitů, jejich příčiny a nejlepší strategie pro překonání jejich dopadů na podniky napříč Evropou.

Definice limitů připojení k elektrické síti

Podle definice se limity připojení k elektrické síti rozumí omezení v rámci vnitrostátní sítě, která brání účinné výrobě, přenosu, distribuci a integraci elektřiny ze zdrojů generování energie, jako jsou fosilní paliva, energie z obnovitelných zdrojů (solární, větrná, vodní) a jaderná energie. Tyto limity připojení k elektrické síti se projevují různými způsoby a ovlivňují stabilitu a spolehlivost dodávek elektřiny a v konečném důsledku i finanční zisk podniků.

Překonání limitů připojení k elektrické síti je zásadní z řady důvodů, včetně:

1. snížení závislosti podniku na přetížené národní elektrické síti
2. maximalizace výroby solární energie v místě instalace pro dosažení lepšího finančního zisku
3. podpory cílů udržitelnosti a integrace nízkouhlíkových iniciativ

Hlavní typy limitů připojení k elektrické síti

Podniky s vlastními zdroji solární energie čelí zejména kapacitním limitům a kolísání napětí. Bateriová úložiště (BESS) se schopností DC coupled propojení se solární energií a inteligentním řízením energie nabízejí účinná řešení, která zajišťují spolehlivé dodávky energie a maximalizují využití energie z obnovitelných zdrojů.

Kapacitní limity

Kapacitní limity se vyskytují, když infrastruktura elektrické sítě nedokáže zvládnout objem vyráběné a spotřebovávané elektřiny. K tomu může dojít jak u vysokonapěťových přenosových vedení, tak u distribuční sítě nižšího napětí.

• Úzká místa při přenosu energie
  Přetížení vedení v důsledku vysoké poptávky nebo nedostatečné infrastruktury.
• Přetížení distribuce
  Přetížení elektrických sítí, zejména v městských oblastech s rostoucí poptávkou po energii.
• Integrace zdrojů obnovitelné energie
  Nárůsty nebo poklesy výkonu ze zdrojů obnovitelné energie mohou překročit kapacitu sítě, což vede k neefektivitě a potenciálnímu omezení dodávek energie.

Napěťové limity

Napěťové limity zahrnují udržování konzistentních úrovní napětí v celé elektrické síti. Stabilní napětí má zásadní význam pro správné fungování elektrických zařízení a celkovou stabilitu elektrické sítě.

• Kolísání zatížení
  Změny v poptávce po elektřině mohou způsobit nárůsty nebo poklesy napětí.
• Řízení jalového výkonu
  Nevhodné řízení jalového výkonu může vést k nestabilitě napětí.
• Limity zařízení
  Stárnoucí nebo nevyhovující komponenty mají problém s udržováním správné úrovně napětí.

Frekvenční limity

Frekvenční limity se týkají udržování frekvence elektrické sítě v úzkém rozmezí (v České republice zpravidla kolem 50 Hz). Konzistentní frekvence je zásadní pro stabilitu elektrické sítě a provoz elektrických zařízení.

• Nerovnováha mezi nabídkou a poptávkou
  Rozdíly mezi nabídkou a poptávkou způsobují odchylky frekvence.
• Integrace zdrojů obnovitelné energie
  Proměnlivý výkon obnovitelných zdrojů komplikuje regulaci frekvence.
• Nepředvídané události v elektrické síti
  Náhlé změny, jako jsou výpadky elektráren nebo neočekávané nárůsty poptávky, mohou narušit stabilitu frekvence.

Běžné příčiny limitů připojení k elektrické síti

Zastaralá nebo nedostatečná infrastruktura elektrické sítě

Elektrická síť v mnoha oblastech byla původně vybudována pro centralizovaný výrobní systém, kdy se elektřina vyrábí ve velkých elektrárnách a distribuuje se směrem ven. Tato infrastruktura je často zastaralá a nedostačuje požadavkům moderních energetických systémů, zejména s přechodem na méně centralizovanou výrobu.

Stárnoucí zařízení a omezená kapacita vedou k neefektivitě a úzkým místům, která omezují schopnost elektrické sítě spolehlivě dodávat elektřinu. To může mít často horší dopad na specifické regiony:

Spojené království

Podle britského provozovatele elektrické sítě National Grid ESO je jednou z nejvíce limitovaných oblastí britské elektrické sítě rozhraní B6, známé také jako anglo-skotské rozhraní. Toto rozhraní často vyžaduje, aby byla výroba energie z obnovitelných zdrojů vypnuta před výpadkem, což vede k vysokým nákladům na limity připojení. Tato oblast se potýká se značnými problémy při řízení přetížení a efektivním vyrovnávání nabídky a poptávky.

Společnost Wattstor s tím má praktické zkušenosti, neboť jsme se setkali s případy, kdy distributoři elektrické energie (DNO) omezili výrobu na 200 kW, přestože na 200kW připojeních k elektrické síti byl instalován výkon více než 1 MW.

Nizozemsko 

V Nizozemsku se několik provincií potýká s vážnými nedostatky v elektrické síti. Zvýšená přetížení zažívají zejména provincie Flevoland, Friesland, Gelderland, Severní a Jižní Holandsko. To vedlo k omezením při zavádění nových solárních a větrných projektů, protože kapacita sítě často není schopná udržet krok s dodávkami energie z obnovitelných zdrojů.

Česká republika

V současné době v České republice distributor v přetížených oblastech často odmítá rezervaci požadované kapacity nebo povolí připojení pouze dvěma způsoby:

• Připojení zdroje je povoleno pouze v režimu bez přetoků do sítě
• Požadovaná rezervovaná kapacita je distributorem omezena na stanovený přípustný limit

Rostoucí poptávka po elektrické energii a rostoucí urbanizace

S nárůstem počtu obyvatel a urbanizací se výrazně zvyšuje poptávka po elektrické energii. Tento rychlý nárůst představuje obrovskou zátěž pro stávající infrastrukturu elektrické sítě, která pravděpodobně nebyla navržena tak, aby zvládala tak vysokou úroveň poptávky. Urbanizace také vede k větší koncentraci spotřeby energie, což dále zvyšuje zatížení distribučních elektrických sítí a vede k možným přetížením a poruchám.

Problémy s integrací energie z obnovitelných zdrojů

Přechod od centralizovaných k decentralizovaným energetickým systémům přináší nové výzvy, zejména v souvislosti s integrací energie z obnovitelných zdrojů, jako je větrná a solární energie. Tyto zdroje jsou přerušované a proměnlivé, což ztěžuje udržení stabilní a spolehlivé elektrické sítě. Stávající infrastruktura elektrické sítě často nemá dostatečnou flexibilitu a kapacitu, aby se těmto výkyvům přizpůsobila, což vede k omezením připojení k elektrické síti a potenciálnímu omezování dodávek energie.

Extrémní počasí a jiné mimořádné události

Extrémní počasí a přírodní katastrofy, jako jsou bouře, záplavy, zemětřesení atd., mohou napáchat značné škody na infrastruktuře elektrické sítě. Tyto události mohou vést k dlouhodobým výpadkům a snížení kapacity elektrické sítě, protože se provádějí opravy a obnovy. Další mimořádné události, jako jsou kybernetické útoky nebo poruchy zařízení, mohou rovněž narušit elektrickou síť a způsobit omezení, které ovlivní dodávky elektřiny spotřebitelům a podnikům.

Dopad limitů připojení k elektrické síti na podniky

Zvýšení nekomoditních a fixních poplatků v rámci účtů za energii

Limity připojení k elektrické síti mohou vést ke zvýšení nekomoditních a fixních poplatků v rámci účtů za energii. Tyto dodatečné náklady se přenášejí na spotřebitele, aby pokryly výdaje spojené s údržbou elektrické sítě, modernizací a řízením nerovnováhy mezi nabídkou a poptávkou. Pro podniky to znamená vyšší celkové výdaje za energii, což má dopad na jejich hospodářský výsledek.

Pochopení těchto dopadů zdůrazňuje důležitost řešení limitů připojení k elektrické síti pro zajištění spolehlivých, nákladově efektivních a udržitelných dodávek energie pro podniky i domácnosti.

Nedostatečně využívaná výroba a distribuce energie z obnovitelných zdrojů

Limity připojení k elektrické síti brání účinné integraci a distribuci energie z obnovitelných zdrojů. To představuje pro podniky, které investují do energie z obnovitelných zdrojů, značnou výzvu, protože nemusí být schopny maximalizovat využití energie, kterou si samy vyrábí.

Limity připojení mohou vést k omezování energie, kdy přebytečná energie z obnovitelných zdrojů nemůže být dodávána do elektrické sítě, což vede ke ztrátě potenciálních příjmů a snížení návratnosti investic.

Vliv na spolehlivost a dostupnost energie

Limity připojení k elektrické síti mohou vést k častým výpadkům a nespolehlivým dodávkám energie. Pro podniky to znamená přerušení provozu, možnou ztrátu dat a zastavení výrobních linek. Nespolehlivé dodávky energie mohou vážně ovlivnit kontinuitu obchodních činností, což vede ke zpožděním a snížení produktivity.

Jak překonat limity připojení k elektrické síti

Systém distribuce elektřiny řízený poptávkou

Přechod od centralizovaného energetického systému řízeného výrobou k flexibilnímu energetickému systému. Již se nejedná o systém, v němž se výroba elektřiny zapíná a vypíná podle poptávky, ale o distribuovaný energetický systém řízený poptávkou, který je napájen inteligentními elektrickými sítěmi. Klíčem k dosažení tohoto cíle je flexibilita poptávky prostřednictvím inteligentních integrovaných energetických zdrojů.

Modernizace a vylepšení infrastruktury

S ohledem na překonání problémů s kapacitou a spolehlivostí má zásadní význam modernizace a vylepšení infrastruktury elektrické sítě. Investice do nových přenosových vedení, rozvoden a distribučních sítí mohou zvýšit kapacitu elektrické sítě a odstranit úzká místa. Výměna zastaralých zařízení za moderní vysokokapacitní alternativy zajistí, že elektrická síť bude schopna zvládnout současnou i budoucí poptávku po energii, včetně integrace energie z decentralizovaných obnovitelných zdrojů.

Regulační opatření a politické iniciativy pro účinnost elektrické sítě

Vlády a regulační orgány hrají zásadní roli při zlepšování účinnosti elektrických sítí prostřednictvím podpůrných pravidel a regulací. Iniciativy, jako je stanovení cílů v oblasti energie z obnovitelných zdrojů, poskytování pobídek pro modernizaci elektrických sítí a zavádění přísných norem pro spolehlivost elektrických sítí, mohou být hnacím motorem potřebných změn.

Regulační opatření, která podporují rozvoj a integraci energie z obnovitelných zdrojů, úložiště energie a technologií inteligentních elektrických sítí, mají zásadní význam pro vytvoření robustnější a účinnější elektrické sítě.

Inteligentní bateriová úložiště (BESS)

Inteligentní bateriová úložiště (BESS) nabízejí velmi účinný způsob, jak překonat limity připojení k elektrické síti. Hlavními cestami k tomu jsou optimalizace skladování a využití elektřiny v místě instalace. Inteligentní BESS obsahují pokročilý software a inteligentní řídicí mechanismy. Ty dynamicky řídí úložiště energie a zajišťují stabilní a spolehlivé dodávky energie.

Inovativní systém společnosti Wattstor kombinuje DC/DC bateriové úložiště řízené systémem řízení energie (EMS) s fotovoltaickou elektrárnou. Tato pokročilá integrace umožňuje podnikům instalovat větší fotovoltaickou kapacitu, než by jejich připojení k elektrické síti obvykle podporovalo. Inteligentním řízením toku energie systém společnosti Wattstor maximalizuje využití vyrobené solární energie. Tím se snižuje závislost na elektrické síti a zvyšuje energetická odolnost.

Případová studie limitů připojení k elektrické síti

Náš zkušený tým ve společnosti Wattstor pomohl společnosti Mawdsleys překonat významné limity připojení k elektrické síti. Mawdsleys je největší nezávislý distributor léčiv ve Velké Británii.

Vzhledem k tomu, že připojení k elektrické síti bylo omezeno na 750 kW, realizovali jsme naše DC coupled bateriové řešení, které umožnilo využit větší výkon fotovoltaiky. Naše platforma Podium EMS efektivně řídí úložiště energie a distribuci, optimalizuje využití solární energie a umožňuje budoucí rozšíření. Toto řešení maximalizovalo vlastní spotřebu energie a podpořilo cestu společnosti Mawdsleys k emisím uhlíkové neutrality. Tím prokázalo naši schopnost efektivně řešit limity připojení k elektrické síti. Přečtěte si více »

Shrnutí

Souhrnně lze říci, že limity připojení k elektrické síti představují pro podniky, které se snaží optimalizovat náklady, příjmy a cíle udržitelnosti, značné výzvy. Tyto limity často znesnadňují místní instalaci dostatečného fotovoltaického výkonu, který by uspokojil provozní požadavky. Národní elektrická síť se potýká s rostoucím množstvím energie z obnovitelných zdrojů. To vede k možným odstávkám a nákladnému posilování elektrické sítě, které se přenáší na spotřebitele.

Překonání těchto limitů zahrnuje modernizaci infrastruktury, zavedení regulačních opatření a přijetí inteligentních řešení, jako je například bateriové úložiště DC/DC řízené systémem EMS společnosti Wattstor. To umožňuje podnikům maximalizovat solární kapacitu, snížit závislost na elektrické síti a zajistit stabilní a efektivní dodávky elektrické energie.