Elektrina sa musí vyrobiť, preniesť a spotrebovať prakticky v rovnakom čase. Kým v minulosti boli výroba aj spotreba relatívne predvídateľné, dnes je to inak. Do sústavy pribúdajú decentralizované obnoviteľné zdroje, batériové úložiská a nové typy veľkých odberateľov. Menia sa aj cezhraničné toky elektriny. Infraštruktúra, ktorá má tento systém udržať stabilný, preto musí zvládnuť podmienky, s ktorými sa pri jej výstavbe pred desaťročiami nepočítalo.
V článku sa dočítate:
- prečo je dôležitá rovnováha medzi výrobou a spotrebou elektriny,
- čo ohrozuje stabilitu prenosovej sústavy,
- ako sa Slovensko pripravuje na zvyšujúce sa nároky dodávok elektriny,
- čo je podmienkou bezproblémovej realizácie výstavby novej energetickej infraštruktúry.
Pre stabilitu elektrizačnej sústavy je dôležitý dostatok elektriny, ale aj jej distribúcia v správnom čase na správne miesto a udržať pritom bezpečné prevádzkové parametre sústavy.
Práve preto dnes rastie význam modernizácie elektrických staníc, rozvodní, transformovní a vedení veľmi vysokého a zvlášť vysokého napätia. Projekty, na ktorých sa podieľajú spoločnosti skupiny PPA CONTROLL, tak nie sú iba výmenou starších technológií za nové. Sú súčasťou postupnej prípravy elektrizačnej sústavy na úplne iný spôsob výroby a spotreby elektriny.
Sústava musí zvládnuť zmeny z oboch strán
Zmena prichádza zo strany výrobcov aj spotrebiteľov. Výroba elektriny z fotovoltických elektrární závisí od aktuálnych podmienok a jej rastúci podiel prináša do sústavy iný charakter výroby, než na aký bola historicky budovaná. Na strane spotreby sa zase objavujú nové energeticky náročné prevádzky.
„V sústave nastáva veľa zmien, ktoré sú nevyhnutné, ale významne menia charakter výrobných zdrojov aj odberov. Jedným z faktorov je rast decentralizovaných fotovoltických elektrární zapojených do distribučných sústav a potreba rýchlej flexibility, ktorú môžu pomáhať zabezpečovať napríklad batériové úložiská,“ vysvetľuje Peter Mekel, výkonný riaditeľ LiV ELEKTRA, s.r.o., člena skupiny PPA CONTROLL.
Ďalšou výzvou budú dátové centrá. Nejde iba o množstvo elektriny, ktoré potrebujú. Pre elektrizačnú sústavu je dôležitý aj charakter ich odberu, jeho vysoký load factor a dynamické zmeny výkonu v rádoch megawattov. Tie kladú ďalšie požiadavky na regulačné mechanizmy sústavy.
Elektromobilita zatiaľ podľa Mekela nepredstavuje najväčšie riziko. Situácia sa však môže zmeniť s rozvojom elektrifikácie nákladnej dopravy. Výkonné nabíjacie huby pre kamióny môžu vytvárať výrazné špičkové odbery koncentrované na konkrétnych miestach.
K novým nárokom treba pripočítať aj starý problém – investičný dlh a potrebu obnovy technológií, ktoré slúžia desiatky rokov.
Elektrina nerešpektuje hranice
Slovenskú prenosovú sústavu navyše nemožno posudzovať izolovane. Je súčasťou prepojenej európskej siete a ovplyvňujú ju podmienky v okolitých krajinách. Význam majú kruhové a neplánované toky zo severozápadnej časti Európy, vývoj prepojenia s Ukrajinou aj prudký rozvoj fotovoltiky v Maďarsku. Ten môže v priebehu dňa meniť charakter toku elektriny na slovensko-maďarskom profile.
Pre plánovanie nových energetických uzlov je preto dôležitý scenár, ktorý môže na prvý pohľad pôsobiť paradoxne: výroba a spotreba na Slovensku sú vyrovnané, no cez krajinu zároveň prechádza vysoký tranzitný tok elektriny.
„Nový uzol na Slovensku je potrebné posudzovať aj v scenári, keď je domáca bilancia výroby a odberu vyrovnaná, ale tranzitný tok cez Slovensko je na maxime. Práve takýto stav môže byť rozhodujúci pre napäťové aj termické výpočty,“ približuje P. Mekel.
Samotné posilnenie vedení preto nemusí vyriešiť všetko. Do hry vstupujú koordinované opatrenia prevádzkovateľov prenosových sústav, riadenie tokov a podľa konkrétnych podmienok aj technológie, ako sú transformátory s priečnou reguláciou PST – phase shifting transformers. Tie umožňujú ovplyvňovať činné výkonové toky medzi jednotlivými časťami prepojenej siete.
Bratislava potrebuje ďalší silný
Príkladom toho, čo modernizácia energetickej infraštruktúry znamená v praxi, je rozsiahly projekt v bratislavských Vajnoroch. V jednej lokalite vzniká infraštruktúra pre Slovenskú elektrizačnú prenosovú sústavu aj Západoslovenskú distribučnú.
Jej význam treba vnímať v kontexte rozvoja Bratislavy a okolia. Nové obytné zóny, administratívne projekty, priemyselné prevádzky či ďalšia elektrifikácia postupne zvyšujú požiadavky na sieť. Energetická infraštruktúra pritom musí byť pripravená skôr, než sa nedostatok kapacity stane bariérou ďalšieho rozvoja regiónu.
„Realizácia súboru týchto stavieb prinesie tretí stabilizačný uzol elektrizačnej sústavy nielen pre Bratislavu, ale pre celý región. Znamená vyšší transformačný výkon, stabilizáciu sústavy a podstatne lepšiu flexibilitu prevádzky a údržby. Nehovoríme však iba o technickom zlepšení. Je to zároveň otázka bezpečnosti,“ hovorí Mekel.
Nový uzol vytvára ďalšiu možnosť transformácie elektrickej energie medzi prenosovou a distribučnou úrovňou. Vyššia robustnosť a flexibilita infraštruktúry sú dôležité nielen pri rastúcom odbere, ale aj pri plánovaných odstávkach, údržbe či mimoriadnych prevádzkových stavoch.
400 a 110 kV na jednom mieste
Technicky ide o projekt, v ktorom sa stretávajú dve úrovne energetickej infraštruktúry a zároveň dvaja prevádzkovatelia. Na strane prenosovej sústavy ide o napäťovú úroveň 400 kV, na strane regionálnej distribúcie o 110 kV.
Rozvodne sú koncepčne riešené ako AIS – Air Insulated Switchgear, teda vonkajšie vzduchom izolované rozvodne. Toto riešenie potrebuje viac priestoru než plynom izolované GIS rozvodne, má však svoje prevádzkové výhody.
„Pri AIS je v prípade potreby výmeny niektorého prvku možná kratšia reakčná doba, jednoduchšia je údržba aj diagnostika. GIS prináša výraznú úsporu miesta, na druhej strane znamená vyššiu vstupnú investíciu,“ vysvetľuje P. Mekel.
Výber technológie ovplyvňuje aj meniaca sa európska regulácia fluórovaných skleníkových plynov používaných ako izolačné alebo zhášacie médiá v elektrických zariadeniach. Pre výrobcov to znamená prechod na nové technológie a alternatívne médiá. Transformácia výrobného programu sa následne premieta aj do dostupnosti zariadení, cien a dodacích lehôt.
To je pre projekty kritickej infraštruktúry dôležitá okolnosť. Elektrickú stanicu nemožno postaviť z komponentov dostupných „zo skladu“. Obstarávanie kľúčových zariadení sa plánuje s veľkým predstihom a zlyhanie jediného článku dodávateľského reťazca môže ovplyvniť harmonogram celého projektu.
Nutnosť koordinácie
Pri projekte, kde sa na jednom mieste stretáva prenosová sústava SEPS a distribučná sústava Západoslovenskej distribučnej, by sa mohlo zdať, že najväčšou výzvou musí byť technické riešenie. Peter Mekel však za rozhodujúci faktor označuje niečo iné.
„Najväčšia výzva sa skrýva v troch slovách: komunikovať, komunikovať, komunikovať. Nepodceniť životný cyklus projektu a na všetkých jeho úrovniach sa správať ako partneri,“ hovorí.
Technické komplikácie tým nezmiznú, projekt musí zvládnuť krátke realizačné termíny, geologicky náročné územie, klimatické vplyvy aj nedostatok niektorých technologických dodávok a výrobných kapacít na európskom trhu.
Rozdiel medzi zvládnuteľnou komplikáciou a problémom ohrozujúcim termín však často vytvára práve kvalita koordinácie medzi investorom, projektantmi, dodávateľmi technológií, stavebnou časťou a montážnymi tímami.
Význam dodávateľa sa nekončí pri montáži
Komplexnosť podobných projektov zároveň ukazuje, prečo sa v energetike presadzujú modely, v ktorých jeden silný partner preberá veľkú časť zodpovednosti za výsledok.
Projekt vo Vajnoroch nie je čistým EPC projektom. Projektová príprava a inžinierska činnosť sa vzhľadom na dvoch investorov začali koordinovane už niekoľko rokov pred samotnou realizáciou. Pri kritickej infraštruktúre má zároveň význam, aby si investor prostredníctvom autorizovaných inžinierov a projekčných kancelárií zachoval technickú a legislatívnu kontrolu.
Následná realizácia veľkej časti diela na kľúč však podľa Mekela prináša investorovi finančné, realizačné aj záručné výhody a znižuje nároky na jeho internú koordináciu.
„Odborne skoordinovať prípravu, nákup, skladovanie, stavebné a technologické celky až po uvedenie diela do prevádzky a kolaudáciu pri dodržaní bezpečnostných a environmentálnych opatrení je samostatné know-how. Investor sa potom môže vo väčšej miere sústrediť na kontrolu kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov diela,“ vysvetľuje Peter Mekel.
Práve schopnosť prevziať zodpovednosť za celý realizačný reťazec sa stáva dôležitou konkurenčnou výhodou. LiV ELEKTRA, ktorá je od roku 2021 súčasťou skupiny PPA CONTROLL, sa špecializuje na výstavbu, rekonštrukcie, modernizácie, opravy a údržbu elektrických zariadení elektrární, rozvodní a transformovní bez obmedzenia napäťovej úrovne.
Stabilita sa buduje s predstihom
Význam investícií do prenosovej a distribučnej infraštruktúry bude s postupujúcou transformáciou energetiky rásť. Elektrizačná sústava musí zvládnuť decentralizovanejšiu a premenlivejšiu výrobu, nové typy veľkých odberov, cezhraničné toky aj klimatické riziká. Zároveň sa od nej očakáva to isté ako doteraz – aby elektrina bola k dispozícii vždy, keď ju potrebujeme.
Energetické uzly preto nemožno plánovať iba podľa dnešnej spotreby. Projektujú sa na desaťročia a musia vytvárať rezervu pre scenáre, ktoré sa ešte len postupne stávajú realitou.
„Kvalitná a odborná spolupráca a vzájomná dôvera medzi investorom a dodávateľom prinášajú rozvoj a stabilitu obom stranám. Platí to v pokojných časoch, ale ešte výraznejšie v krízových situáciách, ktoré dnes môžeme sledovať nielen v energetike,“ uzatvára P. Mekel.
Budúcnosť technológií tvoríme spolu
Za 75 rokov sme boli súčasťou mnohých projektov, ktoré posúvali energetiku, priemysel aj dopravnú infraštruktúru dopredu. Pozrite si výber našich realizácií doma aj v zahraničí.
Pozrite si naše referencie
