V tomto texte boli použité aj informácie TASR.

Keď sa povie batériové úložisko, väčšina ľudí si predstaví jednoduchý scenár. Cez deň sa batérie nabijú zo slnečných elektrární a večer, keď slnko zapadne, začnú dodávať elektrinu späť do siete. Hoci aj to patrí medzi ich možnosti, v prípade nového projektu Slovenských elektrární je to iba časť príbehu.

V Novákoch totiž nevznikla len najväčšia batéria na Slovensku. Vznikla technológia, ktorá ukazuje, ako sa mení celá energetika. Ešte pred niekoľkými rokmi bolo toto miesto symbolom výroby elektriny z uhlia. Dnes sa z neho stáva centrum technológií, ktorých úlohou už nie je elektrinu vyrábať, ale pomáhať riadiť jednu z najzložitejších infraštruktúr v krajine.

Nové batériové úložisko má výkon 36 megawattov (MW) a kapacitu 72 megawatthodín (MWh). Tvoria ho dve samostatné časti s výkonom 12 a 24 MW, pričom väčšia z nich vznikla aj s podporou z Plánu obnovy a odolnosti. Celý systém pozostáva z 22 kontajnerov naplnených batériami, výkonovou elektronikou, riadiacimi jednotkami aj bezpečnostnými systémami.

Samotné čísla však veľa nepovedia. Oveľa zaujímavejšie je vysvetliť, prečo vôbec Slovensko takéto zariadenie potrebuje.

Elektrinu dnes riadi počasie

Pred dvadsiatimi rokmi fungovala elektrizačná sústava pomerne predvídateľne. Väčšinu elektriny vyrábali jadrové, uhoľné, vodné či plynové elektrárne. Ich spoločnou výhodou bolo, že výrobu dokázal regulovať človek.

Ak spotreba elektriny rástla, elektrárne postupne zvýšili výkon. Keď spotreba naopak klesla, výroba sa obmedzila. Celý systém síce nebol jednoduchý, ale bol pomerne dobre predvídateľný.

Dnes sa situácia mení prakticky v celej Európe. Prudko pribúdajú solárne elektrárne, rastie záujem o veterné parky a tisíce domácností si montujú vlastné fotovoltické panely. To je z pohľadu znižovania emisií pozitívna správa, no energetikom zároveň prináša úplne nový problém. Slnko ani vietor totiž nepracujú podľa toho, koľko elektriny práve potrebujeme.

Ak je jasný letný deň, fotovoltické elektrárne môžu krátkodobo vyrábať obrovské množstvo energie. Stačí však, aby oblohu zakryli husté oblaky, a ich výkon sa v priebehu niekoľkých minút výrazne prepadne. Podobne fungujú aj veterné elektrárne – keď vietor ustane, výroba prakticky zmizne. A práve tu sa začína problém, ktorý si bežný človek často neuvedomuje.

Freepik/Úprava redakcie

Elektrina totiž nie je ako voda v priehrade alebo benzín v nádrži. Vo veľkom sa nedá jednoducho skladovať. To znamená, že v každom okamihu musí byť výroba takmer dokonale vyrovnaná so spotrebou. Ak sa tieto dve hodnoty začnú od seba výraznejšie odchyľovať, problémy sa veľmi rýchlo prenesú do celej elektrizačnej sústavy.

Najlepšie to ilustruje obyčajný letný deň. Okolo poludnia svieti slnko naplno. Tisíce strešných fotovoltík aj veľké solárne elektrárne vyrábajú maximum energie a v sieti môže vzniknúť prebytok elektriny. O niekoľko hodín neskôr slnko zapadne. Ľudia sa vracajú domov z práce, zapínajú klimatizácie, rúry, televízory či nabíjajú elektromobily. Spotreba prudko rastie práve vo chvíli, keď výroba zo slnka prakticky zmizne.

Energetici preto musia tento rozdiel okamžite vyrovnať. Kedysi sa spoliehali najmä na klasické elektrárne. Dnes čoraz väčšiu úlohu preberajú práve veľké batériové úložiská.

Nejde pritom o to, že by mali celé hodiny zásobovať Slovensko elektrinou. Ich najväčšou výhodou je schopnosť reagovať prakticky okamžite. A práve v tom spočíva ich skutočný význam.

Slovenské elektrárne

Batéria robí niečo cennejšie ako skladovanie

Slovenské elektrárne uviedli, že nové úložisko bude poskytovať takzvanú primárnu reguláciu frekvencie, označovanú skratkou FCR (Frequency Containment Reserve). Na prvé prečítanie to znie ako ďalší technický pojem, no práve v ňom sa skrýva hlavný dôvod, prečo takéto batérie dnes vznikajú po celej Európe.

Aby sme pochopili ich význam, treba sa na chvíľu pozrieť na to, ako funguje elektrická sieť. Elektrizačná sústava v kontinentálnej Európe pracuje na frekvencii 50 hertzov (Hz). To znamená, že elektrický prúd mení svoj smer päťdesiatkrát za sekundu. Táto hodnota musí zostať prakticky neustále rovnaká.

Nejde pritom len o technický údaj v učebnici fyziky. Od stability frekvencie závisí správne fungovanie celej elektrickej siete. Ak elektrárne vyrábajú presne toľko elektriny, koľko domácnosti, firmy a priemysel odoberajú, frekvencia zostáva stabilná na hodnote približne 50 Hz. Lenže realita nikdy nie je úplne ideálna.

Slovenské elektrárne

Stačí, aby niektorá elektráreň nečakane vypadla z prevádzky alebo aby náhle vzrástla spotreba, a výroba už nestačí pokrývať odber. V takom momente začne frekvencia klesať. Opačný problém nastáva vtedy, keď elektriny vzniká viac, než sieť aktuálne potrebuje. Vtedy frekvencia začne naopak stúpať.

Tieto odchýlky sú síce malé, ale energetici ich sledujú doslova nepretržite. Ak by sa frekvencia dlhší čas výraznejšie odchýlila od požadovanej hodnoty, mohlo by dochádzať k automatickému odpájaniu niektorých zariadení, poškodeniu citlivých technológií a v krajnom prípade aj k rozsiahlym výpadkom elektriny. Preto musí elektrizačná sústava reagovať prakticky okamžite.

Batéria je ako airbag

Najlepším prirovnaním je airbag v aute. Počas celej jazdy nerobí vôbec nič. Keď však príde kritická situácia, nemôže reagovať o desať sekúnd neskôr. Musí sa aktivovať prakticky okamžite. Presne tak fungujú aj veľké batériové úložiská. Väčšinu času iba sledujú stav elektrickej siete. V okamihu, keď zaznamenajú pokles frekvencie, začnú do siete dodávať elektrinu. Ak je naopak elektriny priveľa, prebytok absorbujú a začnú sa nabíjať.

Celý proces pritom prebieha automaticky a bez zásahu človeka. Práve preto sa batérie stávajú čoraz dôležitejšou súčasťou modernej energetiky. Nie preto, že dokážu uložiť veľké množstvo energie, ale preto, že reagujú rýchlejšie než prakticky akýkoľvek iný zdroj elektriny.

Mnohí si možno povedia jednoduchú otázku – prečo túto úlohu nemôžu zabezpečiť klasické elektrárne? Odpoveďou je fyzika. Jadrová elektráreň patrí medzi najstabilnejšie zdroje elektriny, no zároveň nie je navrhnutá na prudké zvyšovanie alebo znižovanie výkonu. Jej úlohou je vyrábať veľké množstvo elektriny nepretržite.

Podobne sú na tom aj bývalé uhoľné elektrárne. Aj keď dokážu výkon regulovať, celý proces trvá desiatky minút. Rýchlejšie reagujú vodné elektrárne, najmä prečerpávacie, alebo plynové elektrárne. Ani tie sa však nedokážu vyrovnať batériám, ktoré dokážu meniť výkon prakticky okamžite. Práve preto sa dnes obe technológie navzájom dopĺňajú.

Práve táto tabuľka vysvetľuje, prečo sa batériové úložiská v posledných rokoch objavujú prakticky vo všetkých vyspelých energetických sústavách. Ich úloha totiž nie je nahradiť jadrové alebo vodné elektrárne. Majú robiť to, čo ostatné technológie nedokážu – reagovať v priebehu zlomku sekundy.

Presúva elektrinu v správnom okamihu

Pri batériových úložiskách sa často objavuje jedna mylná predstava. Ľudia ich vnímajú ako nový zdroj elektriny. V skutočnosti však batéria žiadnu elektrinu nevyrába. Vždy pracuje iba s energiou, ktorá už bola vyrobená niekým iným. Ak je elektriny v sieti prebytok, batéria ju uloží. Ak jej je naopak nedostatok, časť energie vráti späť.

Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide o maličkosť, no práve toto robí elektrickú sieť oveľa stabilnejšou. Energetici už nemusia pri každom krátkodobom výkyve okamžite zapínať ďalšie elektrárne alebo obmedzovať výrobu inde v sústave. Batéria dokáže tieto krátke rozdiely vyrovnať sama a vytvoriť ostatným zdrojom čas na reakciu.

Práve preto sa často označuje za technológiu flexibility. Nie je určená na to, aby vyrábala viac elektriny, ale na to, aby pomáhala celej sústave fungovať pokojnejšie, spoľahlivejšie a efektívnejšie.

Vydrží približne dve hodiny

Pri pohľade na parametre nového úložiska si pozorný čitateľ rýchlo všimne jednu zaujímavosť. Výkon zariadenia dosahuje 36 MW, zatiaľ čo kapacita predstavuje 72 MWh. Jednoduchý výpočet ukazuje, že pri maximálnom výkone dokáže batéria dodávať elektrinu približne dve hodiny. Na prvý pohľad sa môže zdať, že je to málo. V skutočnosti ide o úplne štandardný parameter moderných batériových úložísk.

Ich cieľom totiž nie je zásobovať krajinu elektrinou počas celej noci. Sú navrhnuté na zvládanie krátkodobých výkyvov, ktoré trvajú sekundy, minúty alebo desiatky minút. Presne v tomto časovom horizonte prinášajú najväčší úžitok.  Ak by bolo potrebné ukladať energiu na celé hodiny alebo dni, nastupujú iné technológie – napríklad prečerpávacie vodné elektrárne, ktoré dokážu uchovávať výrazne väčšie množstvo energie. V budúcnosti sa počíta aj s využitím vodíka či ďalších foriem dlhodobého skladovania.

Batérie preto nie sú náhradou všetkých ostatných zdrojov. Sú ďalším článkom reťazca, ktorý doteraz slovenskej energetike chýbal.

Nováky ukazujú, ako sa mení energetika

Možno ešte symbolickejšie než samotná batéria je miesto, kde vznikla. Elektrárne Nováky boli viac než sedem desaťročí spojené s výrobou elektriny z uhlia. Táto éra sa definitívne skončila v roku 2023. Dnes na tom istom mieste stojí technológia, ktorá už nespaľuje žiadne palivo. Namiesto výroby elektriny pomáha riadiť jej tok v sieti.

Zaujímavé je aj to, že Slovenské elektrárne pri projekte využili časť existujúcej infraštruktúry. Batériové úložisko pripojili cez transformátory, ktoré zostali po pôvodnej rozvodni a boli dlhodobo udržiavané v dobrom technickom stave. Vďaka tomu nebolo potrebné budovať celú transformačnú stanicu nanovo, čo urýchlilo výstavbu aj znížilo náklady.

Aj to naznačuje, ako môže vyzerať transformácia bývalých energetických lokalít. Namiesto úplného búrania sa časť infraštruktúry dá využiť pre technológie, ktoré budú energetika potrebovať v nasledujúcich desaťročiach.

Batériové úložisko v Novákoch nebude vyrábať elektrinu ako jadrová elektráreň ani nenahradí veľké vodné elektrárne. Jeho význam spočíva v niečom inom. Moderná energetika už dávno nie je len o tom, koľko elektriny dokážeme vyrobiť. Čoraz viac závisí od toho, ako rýchlo na zmeny reaguje celá sústava.

S rastúcim podielom obnoviteľných zdrojov bude podobných zariadení pribúdať nielen na Slovensku, ale v celej Európe. Nováky preto nie sú len ďalším energetickým projektom. Sú ukážkou toho, ako bude elektrická sieť fungovať v nasledujúcich rokoch – pružnejšie, inteligentnejšie a s oveľa väčším dôrazom na stabilitu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky