Megújuló energia - A hálózati pacemaker - tudás

Aktuális hírek a Süddeutsche Zeitung-ban

Irányítópult

gazdaság

München

Kultúra

társadalom

Tudás

Megújuló energia: a hálózati pacemaker

Kép megnyitása új oldalon

A páneurópai elektromos hálózatban a frekvenciát állandónak kell tartani. Ez sokkal nehezebb a szélturbináknál, mint a széntüzelésű erőműveknél.

Amikor a szél elalszik és a rotorok leállnak, a nagy elemek továbbra is energiát szolgáltathatnak.
Akkor vesznek fel energiát, ha a szélerőműpark több villamos energiát termel, mint amennyire akkor szükség van.
Más akkumulátor-pufferek nem az energiát szolgáltatják, hanem az energia minőségének javítását szolgálják.

A zöld alapon fehér plusz és mínusz jelek távolról mutatják, miről van szó. Az NX 85219 szélárboc tövében lévő konténerek két elemre hasonlítanak az állólámpa mellett. Amikor Markus Jaschinsky mérnök kinyitja az egyik nagy acél doboz ajtaját, vastag kábelek, biztosítékok, kapcsolószekrények és a 24 akkumulátor modul közül nyolc jelenik meg. Az elektromos járművek számára gyártott energiatároló berendezéseket itt álló járműként használják.

A hanzaváros délkeleti részén található Hamburg-Curslack szélerőműpark öt szélturbinából és - 2018 vége óta - négy elemtartályból áll, mindegyiket párban állítva. "A tárolórendszereket beépítik a szélerőmű villamos telepítésébe - mondja Jaschinsky -, közvetlenül a turbinák gyűrűvezetékéhez vannak csatlakoztatva, és a megosztott hálózati csatlakozást használják." Ez önmagában szokatlan, csakúgy, mint az egész rendszer: a hamburgi Alkalmazott Tudományi Egyetem (HAW) energia campusához tartozik, ahol a mérnök is dolgozik. Kollégáival a Vattenfall-szal és a Nordex-szel együtt vizsgálják, hogy a szélerőművek hogyan tudják átvenni a hagyományos erőművek feladatait.

A megújuló energiák tovább nőttek 2018-ban, de egy globális jelentés szerint nem elég gyorsan. Az egyik ok: növekszik a fosszilis tüzelőanyagok támogatása.

Marlene Weiss-től

Csak kis mértékben szól arról, hogy elegendő energiát szállítsunk a megfelelő időben. Amikor a szél elalszik, és a rotorok továbbra is magasan állnak a zöld edények felett, akkor a nagy akkumulátorok elvileg továbbra is energiát szolgáltathatnak. Ezt a célt szolgálja például a hollandiai, walesi vagy texasi szélerőművekben történő tárolás. Akkor vesznek fel energiát, ha egy szélerőműpark több villamos energiát termel, mint amennyire az akkori hálózatban szükség van.

A Curslack memória túl kicsi ahhoz. "Az akkumulátorok kb. Hat százaléka a szélerőművek teljesítménye" - mondja Mike Blicker, a HAW projektmenedzsere. - Az előadásának csak egy részét vehette át, ha nyugalom van. A 24 elektromos autó akkumulátorral ellátott konténerek 720 kilowattot szolgáltatnak egy jó órára, de a szélerőművek éjjel-nappal 12 600 kilowattot táplálnak a hálózatba, ha jó az idő.

Ha a frekvencia jelentősen eltér az 50 Hz-től, fennáll az áramszünet veszélye

A Curslack-i akkumulátor projekt tehát nem az ellátásról szól, hanem az energia minőségéről. A páneurópai elektromos hálózatban a frekvenciát mindig 50 Hertz értéken kell tartani. Csökken, ha sok energia merül fel, és nő, ha a kínálat túl nagy. Ha az eltérés túl nagy lesz, fennáll az áramszünet veszélye; ezért vannak lépcsőzetes tartalék- és szabályozási rendszerek. Eddig az első biztosítékot a nagy erőművek jelentették: szén- vagy atomreaktorok forgatták a turbina tengelyeit és a tonna tömegű lapátokat. Lendületükből és tehetetlenségükből adódóan ezek enyhítik a hálózati frekvencia kis eltéréseit.

"Ez a pillanatnyi tartalék már nem létezik megújuló energiákkal" - mondja Blicker. "Ezért azt vizsgáljuk, hogy miként lehet a frekvencia rövid távon stabilizálására szolgáló rendszerszolgáltatást elemmel ellátni." Az iparban virtuális tehetetlenségről vagy virtuális oszcilláló tömegről beszélünk. Néhány más projekt, például egy az alsó-ausztriai Prottes-ban, szintén vizsgálja a folyamatot. A hamburgi konténerek technológiájának gyorsan fel kell ismernie azokat a helyzeteket, amikor a frekvencia gyorsan változik, és lehetőség szerint ezredmásodperceken belül reagálnia kell.

A projekt elsődleges célja a memóriát vezérlő algoritmusok kidolgozása. A siker azonban csak közvetett módon mutatkozik meg rövid távon: a hamburgi akkumulátor önmagában jelenleg nem képes észrevehető hatást gyakorolni a hálózat ingadozásaira, amely Lengyelországtól Portugáliáig terjed. De a fejlesztők elhelyezhetik a frekvenciaeltérési görbéket az akkumulátor viselkedésének nyilvántartása mellett, hogy lássák, helyesen reagál-e a megfelelő időben. "Ha rendelkezésünkre állna ez a vezérlés, akkor könnyen átvihetjük 100-szor akkora akkumulátorba vagy sok decentralizált elem kombinációjába" - mondja Blicker.

A projekt pénzügyi és szabályozási kérdésekkel is foglalkozik. Például biztosítani kell, hogy a külső villamos energia soha ne kerüljön az elemekbe - a szélerőműpark elveszítheti támogatását, ha később megmagyarázhatatlan eredetű villamos energiát visszavezetnek a hálózatba, mint szélenergiát.

Az új technológia hatással lehet az áram árára is

A Blicker és Jaschinsky körüli csapat szeretné megtalálni a Curslack lehetséges üzleti modelljeit arról is, hogy az üzemeltetők hogyan tudnak pénzt keresni a Momentanreserve rendszerszolgáltatással. Ma ezt nem fizetik, ellentétben az úgynevezett elsődleges vezérlőerővel a néhány másodperctől öt percig tartó ingadozások esetén. A jövőben azonban az akkumulátorok minden szél- vagy napenergia-parkban, valamint a hálózat számos más helyén átvehetik a feladatot, ha ez segít a finanszírozásukban. Ezen kívül vannak más lehetséges szolgáltatások: Az energiatároló rendszerek energiát is kínálhatnak az elsődleges vezérléshez, képesek csillapítani a rövid termelési és terhelési csúcsokat, amelyek erősen befolyásolják a nagyfogyasztók villamosenergia-árát. És ha az elektromos hálózat meghibásodik, az akkumulátortartályok lassan újra felépíthetik az ellátást.

Ahhoz azonban, hogy mindez tárolással megvalósulhasson, az ipar képviselői már régóta szorgalmazzák a villamos energia kettős terhének csökkentését illetékekkel és adókkal. Az illetékek gyakran a befizetések és a visszavonások miatt is esedékesek, és megakadályozzák a szolgáltatás nyereséges forgalmazását.