8. veljače 2025.
Foto: slika generirana umjetnom inteligencijom

Foto: slika generirana umjetnom inteligencijom

Energetska industrija proživljava revolucionarno razdoblje. Izvorni format velikih centralnih izvora temeljen na termoelektranama (nafta, plin, uran) i hidroelektranama se polako, ali iz temelja mijenja sve većim korištenjem decentraliziranih mikro i mini izvora električne energije dobivene iz sunčevog svjetla ili vjetra. S porastom obnovljivih izbora energije rastu i zahtjevi za uslugama koje osiguravaju ravnotežu prijenosnih sustava. Rad solarnih ili vjetroelektrana ne može se pouzdano predvidjeti. Kada je obnovljive energije malo, moraju se koristiti stabilni izvori, ali kad zapuše vjetar i zasja sunce, nastaje električni tsunami.

To upravitelje energetskih mreža stavlja u velike probleme. S jedne strane – odakle ćemo nabaviti električnu energiju kada je nema, a s druge strane – što s energijom kad je ima puno u toj mjeri da je ne možemo konzumirati ni izvoziti? Kada ponuda premašuje potražnju, to tjera svoju cijenu u negativne vrijednosti i istovremeno ugrožava stabilnost prijenosnog sustava. Ovakve situacije sve su češće kako se povećava broj obnovljivih izvora energije. U tom slučaju preostaje samo jedno: što brže se riješiti one lijepe zelene energije. Pitanje kamo s tom suvišnom energijom mogu riješiti i uređaji koji ga rasipaju bez koristi – tzv. banke opterećenja.

Kako je to moguće?

Energija je poput hrane. Bez automobila, elektronike, odjeće, namještaja, i brojnih stvari možemo, ali bez hrane i energije ne možemo. Zato uvijek u trgovinama mora biti viška hrane premda se neće sva prodati, kao što ćemo i mi potrošači jedan dio hrane baciti jer nismo racionalni u njenom korištenju. Proizvodimo previše, kupujemo previše, trošimo previše, a sve ne konzumiramo. Gladne su nam oči.

Slično je i sa energijom. Premda veliki dio bacamo u vjetar svojim neracionalnim ponašanjem, nje uvijek mora biti dovoljno.

No dok je hranu relativno lako baciti na neki deponij ili odložiti u neko skladište ako postoje višci, za električnom energijom to baš i nije tako lako zbog tehničkih uvjeta. Električna energija se ne može skladištiti kao žito u silosima ili grah u konzervama. Zasad ju možemo iskoristiti samo za pokretanje pumpi koje tjeraju vodu prema više položenim jezerima ili punjenje baterijskih sustava.

Stoga i distribucija električne energije zahtijeva poseban režim, gdje je potrebno konstantno održavati ravnotežu snage (proizvodnje vs. potrošnje), adekvatnosti izvora (dovoljna količina i njihova fleksibilnost), te stabilnu frekvenciju i napon – inače bi postojao rizik od zamračenja (na čijem se rubu Europa posljednjih godina nekoliko puta našla).

Sve to prate dispečerski centri 24/7. Oni upravljaju nizom elemenata koji osiguravaju ravnotežu mreže te surađuju s drugim mrežnim operatorima diljem Europe u okviru organizacije ENTSO-E (Europska mreža operatora prijenosnog sustava za električnu energiju), koja okuplja prijenosne operatora sustava iz 39 zemalja s ciljem međusobne koordinacije i osiguravanja pouzdanog, učinkovitog i sigurnog rada.

Mnogi elementi u tim centrima služe za uravnoteženje i održavanje sigurnog rada mreže – od ON/OFF regulacije snage turbina izravno u elektranama do novih oblika (još u fazi pilot projekta, gdje je ravnoteža snage osigurana rezervnim baterijama koje se mogu isprazniti u mreži u slučaju nestašice, a u slučaju viškova dopuniti iz nje).

Ali tu su i „resistive load bank“ uređaji snage od 10 kW do 100 MW koji ravnotežu reguliraju na prvi pogled primitivno i glupo (iako su često pametno upravljani i reagiraju fleksibilno na tzv. naredbe mrežnog operatera, dakle brzo, u roku od nekoliko sekundi). Oni troše višak električne energije u obliku povećanog otpora ili indukcije, pri čemu proizvode značajnu količinu topline. Ona se zatim ispušta van pomoću ventilatora. Naravno, bilo bi idealno kada bi se tako dobivena toplina mogla dalje koristiti, primjerice, za zagrijavanje tople vode i grijanje, no nažalost kako se njihovo aktiviranje ne može predvidjeti, pa time i pametnije iskoristiti, jedino što možemo učiniti je tu energiju pustiti u zrak.

Foto: resistive load bank

Ovi uređaji izvorno su bili dizajnirani za testiranje i simulaciju opterećenja na električnim sustavima u stvarnim radnim uvjetima, uključujući njihove ekstreme. Dugo su igrali ključnu ulogu u provjeri učinkovitosti i pouzdanosti generatora, izvora neprekidnog napajanja (UPS), transformatora i drugih električnih komponenti.

Tehnologije za uravnoteženje električne energije najčešće se instaliraju kod operatora elektrana, ali trenutno u Europi imaju sve veću ulogu preuzimaju virtualne elektrane (agregatori fleksibilnosti), koji postaju nova poveznica između proizvođača energije (ne samo velikih, već i manjih) i operatora prijenosnog sustava. Agregatori, koji često okuplja desetke ili stotine manjih izvora, osiguravaju isporuku ugovorenih količina, ali i preuzimaju na sebe i obvezu uravnoteženja zahvaljujući baterijama za skladištenje ili rezervnim generatorima. Zahvaljujući tome oni mogu generirati dodatni prihod, iako bi u normalnim okolnostima imali samo troškove.

Koliko je u Hrvatskoj ili u Europi takvih uređaja spojeno na energetsku mrežu nije nam poznato, no u Češkoj je distributer prošle godine dobio zahtjev za instalaciju ovakvih uređaja ukupne snage 1 GW, što je jačine bloka njihove nuklearne elektrane. Nastavi li se ovim tempom izgradnja solarnih i vjetroelektrana kod nas, uskoro će i HEP morati odobravati implementaciju ovih uređaja.