Bez chytrých sítí se moderní energetika 21. století neobejde

Energetika se v posledních letech drasticky proměňuje. Sílící tlaky na větší podíl obnovitelných zdrojů a uhlíkovou neutralitu na jedné straně a zvyšující se počet zařízení připojených do sítě, elektromobilů a domácích fotovoltaických elektráren na straně druhé ukazují, že současná distribuční soustava v Česku přestává nárokům 21. století stačit. Odborníci se shodují, že bez chytrých sítí, takzvaných Smart Grids, se proto v blízké budoucnosti neobejdeme.

„Distribuční soustavy v Česku, ale i mnoha dalších zemích, vyhovují požadavkům dvacátého století, soudobým nárokům již ale přestávají stačit. Roste tlak na větší zapojení obnovitelných zdrojů energie a současně je třeba reagovat i na trendy v oblasti elektromobility, výroby elektřiny domácími fotovoltaickými elektrárnami, chytrých domácností, konceptů smart cities či komunitního sdílení elektrické energie,“ říká Miroslav Kopt, vedoucí útvaru Strategických projektů EG.D.

Řešením, jak těmto soudobým požadavkům vyhovět, je přebudování distribučních soustav na takzvané Smart Grids. Takto se označují elektrické sítě, které kromě přenosu silové elektřiny nabízejí i datovou komunikaci. Ta umožňuje monitoring, ovládání a aktivní řízení spotřeby energie. Souběžně s tím je třeba podle odborníků navýšit i samotné kapacity těchto distribučních sítí, aby bylo možné do nich v následujících letech integrovat další obnovitelné zdroje.

Se zaváděním chytrých sítí počítá Národní akční plán pro chytré sítě, který v roce 2015 zveřejnilo Ministerstvo průmyslu a obchodu. V roce 2019 pak prošel aktualizací, jež představila plány do roku 2030. Vedle zvyšování podílu obnovitelných zdrojů energie počítá plán se zajištěním vyšší dostupnosti informací zákazníkům s cílem umožnit zvýšení energetické účinnosti spotřeby energie a jejich aktivní zapojení do trhu s elektřinou či zvýšením spolehlivosti, kvality a bezpečnosti dodávek elektrické energie.

Rozvoj chytrých sítí podporuje i Evropská unie. Přeshraniční projekt inteligentních distribučních soustav ACON (Again COnnected Network), jenž probíhá od roku 2019 ve spolupráci EG.D a Západoslovenské distribučné (ZSD), se dostal na seznam unijních projektů společného zájmu a díky tomu získal dotaci 91 milionů Eur z nástroje CEF-Energy. Modernizace sítí na dvojici distribučních území bude probíhat do roku 2027, přičemž celková hodnota projektu je 270 milionů Eur (přibližně 7 miliard korun).

Větší stabilita sítě díky kontrole v reálném čase a chytrým prvkům

Stěžejním přínosem zavádění Smart Grids pro uživatele – od obyvatel domů a bytů přes podniky až po samotná města – je především vyšší stabilita dodávek elektrické energie. „Digitalizace distribučních sítí umožní sběr dat, komunikaci mezi jednotlivými prvky sítě a sdílení dat napříč soustavou. Díky instalaci chytrých prvků, jako jsou detektory poruch a námrazy, či recloserů – zařízení umožňujících vypínat a zapínat vedení pod zkratem –, bude možné významně zvýšit spolehlivost a bezpečný provoz distribuční soustavy, případně zrychlit odstranění poruch,“ popisuje Miroslav Kopt.

Klíčovou roli v inteligentních distribučních soustavách, budovaných také v rámci projektu ACON, budou hrát rovněž chytré elektroměry (smart metery), které zaznamenávají aktuální spotřebu elektřiny a umožňují oboustrannou komunikaci s distributorem. Díky nim získá zákazník lepší přehled o své spotřebě, zároveň lze díky lepšímu předávání dat zrychlit odstraňování závad a předcházet problémům v distribuční síti. „Smart metery pomohou také v rozvoji chytrých domácností. Zařízení připojená v síti totiž bude možné efektivněji ovládat například v návaznosti na ceny energie v určité části dne, ať už přímo uživatelem, nebo automatizovaně. To uživatelé využijí například při energeticky náročnějším nabíjení elektromobilů,“ uvádí Stanislava Sádovská, projektový manažer ZSD pro implementaci projektu ACON.

Real-time monitoring sítě v kombinaci s navýšením celkových kapacit dále umožní zmíněné větší zapojení obnovitelných zdrojů energie do distribučních soustav. Díky jejich inteligentnímu řízení nebude hrozit, že elektrická energie vyrobená větrnou nebo solární elektrárnou ohrozí stabilitu sítě. „Současné soustavy pojmou jen omezené množství energie z obnovitelných zdrojů. Jejich proměnlivá výroba – zejména u fotovoltaických a větrných elektráren – závislá na počasí je navíc rizikem pro řízení soustavy,“ vysvětluje Miroslav Kopt.

Příležitost pro prosumery i komunitní sdílení energie

S rozvojem chytrých sítí se pojí i rozšíření možností pro takzvané prosumery (kombinace producer – výrobce – a consumer – spotřebitel). Jde například o majitele domácích fotovoltaických systémů, kteří vyrábějí více energie, než reálně spotřebují. „Aktivní zákazník energetické sítě, který energii vyrábí i spotřebovává, chytré sítě nezbytně potřebuje. Umožní mu totiž vhodně nakládat s případnými přebytky energie. Je to proto, že základní úrovní chytrých sítí je chytré měření, a bez možnosti kvalitně a ‚chytře‘ měřit toky energie u každého z prosumerů se funkční energetika jednadvacátého století vybudovat nedá,“ vysvětluje Pavel Hrzina z Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT.

Prosumeři jsou navíc úzce propojení s rozvojem chytrých řešení pro města a obce, které se pro ně díky Smart Grids stanou důležitou platformou. „Prosumer bude potřebovat protihráče a tím díky chytrým řešením bude nejen distributor a obchodník s energií, jako tomu je doposud, ale ve stále větší míře komunita. Postupně se stane běžnou praxí sdílení energie, vzájemné poskytování služeb na úrovni komunity. A to bez chytré sítě nepůjde,“ dodává Pavel Hrzina.

V zahraničí lze podle něj najít pozitivní příklady široké podpory komunitní energetiky a snahy o motivaci prosumerů vytvářet vzájemně propojená lokální energetická centra. Může jít například o distribuční tarify, které jsou odstupňovány podle vzdálenosti, na kterou k přenosu dochází. Při prodeji přebytků energie sousedovi se tak například uplatní nižší sazba za distribuci, než když je energie prodána do sousedního okresu.