Skladování energie při startu z tmy: Jsou hybridní střídače a systémy skladování energie schopny startu z tmy? Ochrana před dočasnými výpadky proudu a blackouty

Většina střídačů není schopna startu z nuly. U některých střídačů je možné provést start z nuly nabitím samostatné baterie před zapnutím střídače. To však není vždy možné a závisí to na typu střídače.

Nová generace hybridních střídačů s funkcí startu z tmy je vybavena záložním přepínačem napájení, který umožňuje vybraným zátěžím nadále dostávat nouzové napájení i během výpadku sítě. Toto záložní napájení umožňuje hybridnímu střídači start z tmy. Podporováno je také solární dobíjení, které umožňuje pokračovat v nabíjení baterie i během výpadku sítě a dodávat energii do zátěží.

Řada hybridních střídačů Fronius Prim GEN24 Plus

Hybridní střídačová řada Fronius Prim GEN24 Plus je schopna startu z nuly – Obrázek: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Řada hybridních střídačů Fronius Prim GEN24 Plus je schopna startu z nuly.

GoodWe hybridní invertor 5-10KW řada ET Plus

Hybridní střídač pro domácnost a ukládání energie – od GoodWe – Obrázek: Xpert.Digital / Sergey Nivens|Shutterstock.com

Řada hybridních měničů GoodWe ET Plus 5-10kW je vybavena funkcí nouzového napájení z vysokého napětí (UPS). V případě výpadku proudu přepnutí do 10 milisekund zajistí nepřerušované napájení připojených zařízení.

Řada třífázových hybridních střídačů GoodWe ET-Plus je navržena tak, aby zaručovala stabilní napájení připojených zátěží. Tato zařízení disponují třífázovým nouzovým výstupem s třífázovým proudem a rozsahem výkonu 5 kW, 6,5 kW, 8 kW a 10 kW.

Široký rozsah napětí baterie od 180 V do 550 V umožňuje flexibilní kompatibilitu s několika lithiovými bateriovými systémy na trhu.

Vstupní výkon FV generátoru může překročit jmenovitý výkon až o 30 %. To má za následek lepší energetický výnos jak v horkých, tak i velmi chladných dnech. Funkce UPS (nepřerušitelný zdroj napájení) umožňuje přepnutí do 10 milisekund v případě výpadku proudu. Střídač je také vybaven otevřeným rozhraním pro správu baterií, které splňuje požadavky některých dodavatelů energie.

Hybridní střídač GoodWe je vybaven vysokonapěťovým připojením k baterii a dvěma samostatnými, nezávislými MPP trackery, čímž nabízí kompletní balíček. Toto zařízení lze aktualizovat pomocí aplikace GoodWe PV Master a data jsou přenášena na bezplatný portál GoodWe SEMS přes integrované rozhraní Wi-Fi.

Jsou střídače HUAWEI schopny zajistit nouzové napájení?

Ne, v tuto chvíli nemáme žádné informace o tom, zda a kdy bude v tomto ohledu něco zveřejněno.

Je technologie solárního systému Enphase s mikroinvertorem schopna zajistit nouzové napájení?

Na rozdíl od stringového střídače, který centrálně monitoruje všechny připojené solární moduly, je v decentralizovaném solárním systému každý solární modul kombinován s mikrostřídačem Enphase.

Více o tom zde:

• Nový a inovativní: Decentralizovaný a modulární solární systém plug & play – odlišný od ostatních

Řídicí jednotka systému Enphase IQ zatím není v Německu dostupná, ale očekává se, že bude uvedena na trh letos (2023). Detekuje výpadek elektrické sítě a bezproblémově přepne dům ze síťového napájení na záložní napájení.

Navíc s novým mikroinvertorem Enphase IQ8 je solární systém schopen dodávat nouzové napájení v případě výpadku proudu bez nutnosti použití bateriového úložiště.

Mikroinvertor je k dispozici ve čtyřech verzích: verze pouze se solárním napájením bez nouzového napájení, verze se zálohováním slunečního světla schopná provozu mimo síť bez bateriového úložiště, verze Home Essentials Backup s malou bateriovou úložnou jednotkou a verze s plnou energetickou nezávislostí s velkou bateriovou úložnou jednotkou. Všechna tři tato řešení mimo síť vyžadují pro zásobování domu solární energií během výpadku proudu systémový regulátor Enphase.

Black Start je obnovení provozu elektrárny nebo části elektrické sítě po úplném nebo částečném odstavení, bez nutnosti připojení k externí přenosové síti.

Energie potřebná k opětovnému spuštění elektrárny může pocházet z místního záložního generátoru. Alternativně, pokud je potřeba velké množství elektřiny, lze k uvedení elektrárny do provozu použít propojovací vedení k jiné elektrárně. Jakmile jsou hlavní výrobní jednotky v provozu, lze znovu připojit přenosovou síť a obnovit dodávky elektrické energie.

Elektřinu pro start z nuly lze zajistit prostřednictvím dohody, v níž je konkrétnímu dodavateli energie placeno za dodávku energie pro start z nuly v případě potřeby. Ne všechny elektrárny jsou vhodné pro dodávku energie pro start z nuly do sítě.

Schopnost startu z tmy je obzvláště důležitá během rozsáhlého výpadku proudu pro obnovení energetické sítě. Energie potřebná ke spuštění výrobní jednotky se obvykle odebírá ze sítě. Energii z výrobních jednotek schopných startu z tmy lze poté použít ke spuštění výrobních jednotek, které start z tmy nemají.

Na rozdíl od vodních elektráren vyžadují tepelné elektrárny vysokou úroveň (elektrické) energie pro vlastní potřebu, než mohou poskytovat elektrický nebo tepelný výkon. Přidáním jednotky schopné startu z tmy s dostatečnou kapacitou k jednotce uhelné nebo jaderné elektrárny lze dosáhnout schopnosti startu z tmy pro celý systém. Obvykle se jedná o plynové turbíny, které se startují pomocí energie z baterií nebo dieselových generátorů během startu z tmy. Dieselové generátory jsou v jaderných elektrárnách často přítomny z důvodu redundance, protože i po odstavení reaktoru v případě nouze (nebo dokonce během běžného odstavení) se generuje zbytkové rozpadové teplo, které musí být odvedeno chladivem. Selhání tohoto systému bylo jedním z faktorů, které vedly k havárii reaktoru ve Fukušimě. Každá energetická síť musí být vybavena dostatečným počtem elektráren schopných startu z tmy, aby bylo zajištěno rychlé opětovné spuštění sítě po jejím výpadku.

Elektrárna schopná startu z tmy by měla mít zvláštní vlastnosti:

• Mělo by být možné rychle se spustit: Pokud start z tmy trvá dlouho, pak elektrárna nemůže pomoci s restartováním zhroucené sítě; jiné elektrárny by jí mohly pomoci již během spouštění – její schopnost startu z tmy je pak k ničemu.
• Musí být schopen fungovat nezávisle na externích zdrojích energie: Nejen čistý proces výroby energie, ale i další pomocné požadavky musí fungovat nezávisle na síti (řídicí centrum, telefonní a komunikační systémy s provozovatelem a řízením sítě, rozvodna atd.). V případě potřeby je možný ostrovní provoz s podsítí (zásobování kritických spotřebitelů, jako je policie, nemocnice, hasiči, THW [Federální agentura pro technickou pomoc]).
• Elektrárna schopná startu ze tmy by navíc měla být schopna odolat vysokému rozběhovému proudu, pokud ji nebylo možné předem odpojit od sítě.
• Mělo by mít flexibilní chování při spouštění.

Příklady elektráren používaných v Německu, které jsou schopné (přímého) startu z tmy, jsou:

• Vodní elektrárny, včetně průtokových elektráren, akumulačních elektráren, přečerpávacích elektráren a
  elektráren s plynovými turbínami, a to i v kombinaci s jinými typy elektráren, jako jsou jaderné nebo uhelné elektrárny.
  Podle monitorování podle § 35 německého zákona o energetickém průmyslu (EnWG) existuje (k roku 2020) v Německu 174 elektráren (elektrárenských bloků nebo turbín) schopných startu z tmy, každá s čistým jmenovitým výkonem nejméně 10 MW.
• V Rakousku je celkem 32 potvrzených elektráren se schopností startu z tmy a neznámý počet nepotvrzených elektráren se schopností startu z tmy. U mnoha potvrzených elektráren však nejsou konkrétní modely veřejně známy. Nejznámějšími a největšími z nich jsou přečerpávací elektrárny Malta a Kaprun s kapacitou 850 MW, respektive 813 MW.

Ne všechny elektrárny jsou vhodné pro start z nuly. Větrné turbíny nejsou vždy vhodné pro start z nuly, protože vítr nemusí být k dispozici, když je potřeba. Větrné turbíny, mini-vodní elektrárny nebo mikro-vodní elektrárny jsou často připojeny k indukčním generátorům, které nejsou schopny dodat energii pro obnovení sítě. Systém startu z nuly musí být také stabilní při provozu s velkým jalovým zatížením dlouhého přenosového vedení. Mnoho měníren vysokonapěťového stejnosměrného proudu (HVDC) také nemůže napájet do „mrtvé“ sítě, protože na straně zátěže vyžadují komutační energii ze sítě. Systém HVDC založený na pulzně šířkové modulaci (PWM) s měničem zdroje napětí toto omezení nemá.

Hlavním důvodem, proč jsou tepelné elektrárny jen zřídka schopny startu z nuly, je smrštění a zkrácení hřídele turbíny při jejím ochlazování z provozní teploty na okolní teplotu. Poté se zasekne v plášti a nelze ji ani otáčet, ani vyjmout; pro opětovné spuštění elektrárny je nutné ji nejprve předehřát, aby se mohla volně otáčet, než jí může proudit horká pára.

Když je tepelná elektrárna odstavena z provozu, hřídel turbíny se včas ohřeje, aby bylo možné elektrárnu v plánovaném čase znovu spustit.