Vysoká cena elektrickej energie sa prejavuje aj na vysokých zúčtovacích cenách za odchýlku. To motivuje účastníkov na energetickom trhu efektívnejšie riadiť vlastnú odchýlku a odchýlku svojej bilančnej skupiny. Môžu tak znížiť náklady spojené s odchýlkou a optimalizovať svoju spotrebu. Čoraz populárnejším nástrojom na riadenie odchýlky sa stali batériové úložiská – BESS (Battery Energy Storage System).
Nedávne zmeny legislatívy spresnili legislatívny rámec a uľahčili využívanie batériových úložísk. Klesajúce ceny batérií a rastúca cena elektriny zároveň výrazne skrátili návratnosťou investícií do danej technológie. Vďaka pozitívnemu vývoju na trhu už dnes mnoho subjektov využíva batériové úložiská na reguláciu odchýlky.
Inovácia v podobe podpornej služby regulácie činného výkonu a frekvencie (FCR)
Najnovšou inováciou na trhu je rozšírenie využitia batériových úložísk o poskytovanie podporných služieb FCR (Frequency Containment Reserve). Primárna regulácia výkonu a frekvencie (FCR) udržiava rovnováhu medzi výrobou a spotrebou elektriny v rámci synchrónnej oblasti pomocou regulácie otáčok alebo činného výkonu zariadenia poskytujúceho PpS. Cieľom FCR je zaistenie prevádzkovej bezpečnosti energetického systému v synchrónnej oblasti a stabilizácia systémovej frekvencie na rovnovážnej hodnote po poruche v časovom rámci desiatok sekúnd, teda kým nezačne rovnováhu zabezpečovať aktivácia pomalších PpS, najmä aFRR a mFRR (sekundárna a terciárna regulácia výkonu).
Nominálna hodnota frekvencie v sieti je 50 Hz a charakterizuje stav vyváženia medzi okamžitou výrobou a spotrebou elektriny. Ak je frekvencia siete oproti nominálnej hodnote vyššia, treba energiu zo siete odoberať a batéria reaguje prostredníctvom nabíjania. Ak je frekvencia znížená, treba elektrinu do siete dodávať a batéria sa vybíja.
Riadiaci systém batérie musí priebežne udržiavať balansovanie stavu energie v úložisku tak, aby bol zabezpečený dostatok elektriny na reakciu úložiska na ďalšiu odchýlku frekvencie. Systémová odchýlka je v prípade FCR z dlhodobého hľadiska vybilancovaná. To znamená, že pomer zápornej a kladnej odchýlky je približne rovnaký a reguláciu možno zabezpečiť aj pri relatívne nízkej akumulačnej kapacite zariadenia z hľadiska objemu disponibilnej energie. Práve táto skutočnosť vytvára vhodné predpoklady na využitie BESS na poskytovanie PpS FCR.
Batériové úložisko dokáže regulovať frekvenciu vďaka schopnosti rýchleho nabíjania a vybíjania. Unikátnosť riešenia spočíva v schopnosti poskytovania podporných služieb priamo z batériového úložiska bez potreby klasického „točivého“ zdroja elektrickej energie.
Projekt batériového úložiska v Martine
Prvé batériové úložisko, ktoré bolo na účely FCR certifikované, sa nachádza v areáli bývalého závodu ZŤS Martin. Má kapacitu 1,2 MWh, výkon 1,25 MW a prevádzkuje ho spoločnosť Greenbat. Spoločnosť Greenbat sa ako hlavný investor projektu dlhodobo zameriava na navrhovanie a prevádzku rôznych typov inštalácií batériových úložísk a fotovoltických elektrární, čím prispieva k rýchlejšej integrácii obnoviteľných zdrojov energie a k zabezpečeniu flexibility energetickej sústavy [1].
„Videli sme príležitosť, ktorá priamo podporovala našu víziu energetického trhu v budúcnosti. Vždy sa snažíme byť lídrom na trhu a prinášať inovácie. Preto sme veľmi radi, že sa nám ako prvým podarilo rozšíriť funkčnosť BESS aj o poskytovanie podporných služieb,“ skonštatoval Michal Pňaček, konateľ a majiteľ spoločnosti GreenBat.
„Sme veľmi radi, že sa nám ako prvým podarilo rozšíriť funkčnosť BESS aj o poskytovanie podporných služieb.“
Michal Pňaček,
konateľ a majiteľ spoločnosti GreenBat
„S Michalom sme sa pustili do nového riešenia, ktoré bolo neznámou pre stredoeurópsky región. Hľadali sme správny postup, ako inštalovať batériové úložiská a hlavne nájsť najvhodnejšiu aplikáciu. Bolo potrebné dať dokopy až 10 subjektov, ktorým ďakujeme za ochotu a spoluprácu,“ dopĺňa Marian Smik, konateľ a majiteľ GreenBat.
Na úspešnej implementácii a certifikácii Greenbat BESS v Martine sa podieľalo viacero spoločností zameraných na inovácie v energetike. Dodávateľom batériových systémov pre projekt bola spoločnosť MTS. Tá patrí medzi slovenských lídrov v dodávke komplexných systémov, ktoré sú ľahko škálovateľné na skladovanie, distribúciu a monitoring elektrickej energie. Primárnym odberateľom podobných riešení sú najmä výrobné firmy, lokálne distribučné siete, elektrostanice na nabíjanie áut a ďalšie zariadenia s vysokou a nestabilnou spotrebou elektrickej energie [2].
„Vzhľadom na to, že MTS vyrába batériové úložiská na Slovensku a väčšina sa exportuje, mali sme záujem o inštalovanie BESS pre aplikácie, s ktorými máme skúsenosti v zahraničí. Napríklad primárna regulácia FCR je s našimi výrobkami v prevádzke v Škandinávii už od roku 2020. Úspech projektu na Slovensku závisel od úzkej spolupráce s GreenBat a Ipesoft a sme radi, že sme našli profesionálny prístup a aj vďaka tomu sme boli schopní v bezkonkurenčne krátkom čase spustiť spomínanú aplikáciu BESS,” uviedol Roman Pavlík, riaditeľ prevádzky MTS Liptovský Mikuláš.
„Úspech projektu na Slovensku závisel od úzkej spolupráce s GreenBat a Ipesoft a sme radi, že sme našli profesionálny prístup a aj vďaka tomu sme boli schopní v bezkonkurenčne krátkom čase spustiť spomínanú aplikáciu BESS.“
Roman Pavlík,
riaditeľ prevádzky MTS Liptovský Mikuláš
Jeden z hlavných partnerov je aj zelený dodávateľ energií z obnoviteľných zdrojov Right Power, ktorý sa podieľal na realizácii projektu v oblasti pripojenia do sústavy a tiež investičného partnerstva [3]. „Naša spoločnosť sa venuje podpore zelených a inovatívnych riešení. Okrem batérií plánujeme inštalovať fotovoltické elektrárne a technológie na výrobu vodíka. Takáto skladba energetických riešení prispieva k vyššiemu podielu obnoviteľných zdrojov,“ uviedol Lukáš Choma, podpredseda predstavenstva Right Power.
IT podporu inovatívneho projektu zabezpečovala žilinská spoločnosť Ipesoft, ktorá má dlhodobé skúsenosti s dodávaním energetických IT riešení pre súčasných aktérov na trhu s podpornými službami [4]. Preto mohli dlhoročnú expertízu jednoducho využiť aj v jedinečných podmienkach spojených s poskytovaním FCR s využitím batériového úložiska.
„Vo využití batériových systémov a ich úlohe v poskytovaní flexibility a regulačnej kapacity vidíme veľký potenciál.“
Tomáš Rajčan,
riaditeľ úseku energetiky a priemyslu v spoločnosti Ipesoft
Okrem poskytnutia IT infraštruktúry Ipesoft zároveň ako autorizovaný subjekt pre certifikácie PpS v SR zabezpečil aj technickú prípravu, predkomplexné a komplexné skúšky spolu s finálnou certifikáciou PpS podľa podmienok SEPS, ktorá prebehla 11. – 12. 8. 2022. „Vo využití batériových systémov a ich úlohe v poskytovaní flexibility a regulačnej kapacity, ktorá bude nevyhnutná pre bezpečnú integráciu obnoviteľných zdrojov do energetických sústav, vidíme veľký potenciál. Obnoviteľné zdroje prinášajú do sústavy lacnú a trvalo obnoviteľnú energiu, zároveň však pre premenlivosť počasia predstavujú výzvu pre zabezpečenie stability elektrických sietí. Som rád, že sa nám spolu s partnermi podarilo vyvinúť a certifikovať riešenie, ktoré prispeje k zvýšeniu bezpečnosti a spoľahlivosti dodávok elektriny nielen v SR, ale v rámci celej EÚ,“ hovorí Tomáš Rajčan, riaditeľ úseku energetiky a priemyslu v spoločnosti Ipesoft.
Skúsenosti všetkých zainteresovaných subjektov spolu s ich ochotou inovovať a posúvať hranice slovenskej energetiky sa odrazili v riešení projektu. Batériové úložisko je vďaka poskytovaniu podporných služieb FCR prvé svojho druhu nielen na Slovensku, ale aj v krajinách V4.
IT systém pre podporné služby FCR
Operačnú podporu pre poskytovanie PpS zabezpečuje terminál automatizovaného systému dispečerského riadenia poskytovateľa PpS (ďalej len „terminál ASDR“). Terminál ASDR je technickým zariadením, ktoré je zodpovedné za automatizáciu a formalizáciu komunikácie s dispečingom SEPS. Terminál ASDR na druhej strane komunikuje s riadiacim systémom batérie a zabezpečuje aktiváciu nabíjania a vybíjania na základe odchýlok frekvencie sústavy.
„Jednou z výziev, ktorú sme museli riešiť počas implementácie systému, bolo navrhnutie a otestovanie algoritmu riadenia dobíjacej stratégie batériového systému, ktorého úlohou je zabezpečiť kontinuálny dostatok energie v úložisku na základe prísnych podmienok stanovených v technických podmienkach SEPS. Navrhnutý algoritmus zabezpečuje možnosť poskytovať PpS FCR v nepretržitom režime, 24 hodín denne bez prerušenia dodávky PpS. Dobíjanie energie prebieha paralelne s reguláciou odchýlky a frekvencie, rešpektuje všetky technologické obmedzenia batériového systému a je v plnom súlade s požiadavkami SEPS na kvalitu dodávaných PpS,“ vysvetľuje T. Rajčan.
Dôležitou súčasťou IT systému je aj nadstavbové riešenie zabezpečujúce podporu obchodných procesov. Nadstavbové riešenie je prevádzkované v rámci cloudovej infraštruktúry Ipesoft a zabezpečuje plánovanie chodu batériového úložiska, prípravu prevádzky PpS a kompletnú integráciu na obchodný systém SEPS Damas Energy. Nadstavbové riešenie zabezpečuje pre prevádzkovateľa aj kompletné technické a ekonomické vyhodnotenie prevádzky BESS.
Správne vyhodnotenie a predikcia situácie na energetickom trhu sú kritické s ohľadom na ekonomickú efektívnosť regulácie odchýlky aj poskytovania FCR. Vďaka systémom vedia experti z Greenbatu jednoducho cez mobil skontrolovať prevádzku za posledný obchodný deň, sledovať predikcie budúceho vývoja trhu a na základe toho sa kvalifikovanejšie rozhodnúť, či regulovať odchýlku alebo poskytovať FCR. Celý proces je automatizovaný a všetky potrebné informácie sú v cloude dostupné odkiaľkoľvek.
Perspektíva batériových úložísk a PpS v budúcnosti
Je pravdepodobné, že po prvej úspešnej implementácii budú pribúdať ďalšie inštalácie BESS aj s cieľom poskytovania FCR. Situácia na trhu a inovácie v oblasti udržateľnej energetiky tomu určite prajú. „V podobných inováciách na energetickom trhu chceme pokračovať. Ak sa prevádzka BESS v Martine osvedčí, plánujeme pridať ďalšie,“ naznačuje plány M. Smík.
„Ak sa prevádzka BESS v Martine osvedčí, plánujeme pridať ďalšie.“
Marián Smík,
konateľ a majiteľ GreenBat
Ďalším pozitívnym faktorom pre rast popularity podobných riešení je aj pripravované vytvorenie európskeho trhu na výmenu regulačných služieb prostredníctvom európskych platforiem PICASSO a MARI. Tie budú zabezpečovať výmenu regulačnej energie v rámci podporných služieb s automatickou aktiváciou (aFRR) a manuálnou aktiváciou (mFRR) v kontexte celej EÚ. Pripojenie SR do regulačných platforiem PICASSO a MARI je plánované v priebehu roka 2024.
Pre podpornú službu FCR je trh v súčasnosti organizovaný len v rámci Slovenska. Pripravuje sa však spoločný koordinovaný nákup FCR v rámci platformy FCRC (FCR cooperation). Dátum pripojenia SR do spoločnej platformy FCRC zatiaľ nebol spresnený.
Zdroje
[1] www.greenbat.sk
[2] www.mts.sk/liptovsky-mikulas
[4] www.ipesoft.com
Ing. Miroslav Rechtorík PhD.
IPESOFT spol. s r.o.
rechtorik.miroslav@ipesoft.com
