
Odchylka v energetice je klíčový prvek stability elektrizační soustavy.
Regulační odchylka označuje rozdíl mezi plánovanou a skutečnou výrobou nebo spotřebou elektřiny v reálném čase. Pro zachování stability elektrické sítě je nezbytné, aby tento rozdíl byl co nejmenší a byl co nejrychleji eliminován. V elektrizační soustavě musí být v každém okamžiku právě tolik elektřiny, kolik je jí právě potřeba. Pokud tomu tak není, vzniká odchylka – kladná, když je elektřiny příliš, a záporná, je-li jí naopak nedostatek.
Odchylka se týká i majitelů domácích FVE
Fotovoltaické elektrárny (FVE) a regulační odchylka spolu úzce souvisí, protože výroba elektřiny z FVE je nestabilní a závislá na počasí. Odchylka tak bývá častým a zásadním jevem. Závislost na slunečním záření, obtížná predikce a rychlé změny výkonu jsou hlavními důvody, proč FVE způsobují odchylky. Každá taková odchylka se musí co nejrychleji vyrovnat.
Novelizovaná vyhláška o Pravidlech trhu s elektřinou č. 408/2015 Sb. vyžaduje, aby odběrná místa s fotovoltaikou měla nejpozději do 30. 6. 2025 registrované dva samostatné EAN kódy, jeden pro dodávku a druhý pro výrobu elektřiny. Pro výrobní EAN kód musí navíc majitel solární elektrárny zajistit, aby jeho odchylka, tedy rozdíl mezi předpokládaným a skutečným množstvím elektřiny dodaným výrobnou do sítě, byla pod kontrolou a někdo za ni převzal odpovědnost. Zpravidla to bývají dodavatelé energií. Ti ovšem referují, že stále zbývají tisíce drobných solárníků, kteří novou legislativu ignorují, přestože už za necelé dva týdny kvůli tomu budou čelit sankcím ze strany distributorů.
Regulační odchylka je primární starostí ČEPS
V Evropské unii je za sledování a vyrovnávání regulačních odchylek odpovědný národní operátor přenosové soustavy. V České republice je to společnost ČEPS, a.s., která plní i další úkoly. Rovnovážný stav elektrické sítě je zásadním východiskem pro bezpečný a spolehlivý provoz celé energetické soustavy. Jinak by mohlo dojít k výpadkům elektřiny, poškození zařízení či dokonce blackoutu. Stabilita elektrizační soustavy znamená, že výroba a spotřeba elektřiny jsou v rovnováze a síť drží frekvenci (v Evropě 50 Hz), stálé napětí a jednotlivé části sítě jsou synchronizované.
Každý účastník trhu, ať už se jedná o výrobce, obchodníka nebo velkého odběratele, má povinnost svou výrobu nebo spotřebu plánovat a tento plán dodržovat. Rovněž musí mít smlouvu o zúčtování odchylek nebo odpovědnost za odchylku smluvně přenést na jiný subjekt. Zúčtování odchylek probíhá denně a rozdíl mezi plánovanou a skutečnou výrobou nebo spotřebou je finančně vyrovnán podle ceny regulační energie. Pokud výrobce zjistí, že se mu rýsuje odchylka, může ji předem prodat nebo nakoupit na trhu s regulační energií.
Jakmile odchylka vznikne, je třeba síť vyrovnat. Při velkých odchylkách výroby elektřiny, zejména z obnovitelných zdrojů, je klíčové reagovat rychle, aby zůstala zachována stabilita sítě a minimalizovaly se finanční ztráty. Sada nástrojů zahrnuje aktivaci regulačních zdrojů, jako je například využití bateriových úložišť, přečerpávacích elektráren, plynových turbín a jiných záložních zdrojů, které mohou během minut dodat nebo odebrat potřebnou energii. K dlouhodobějším opatřením patří přesnější predikce výroby s využitím meteorologických modelů a umělé inteligence, významné operační pole otevírá také agregace a flexibilita neboli řízení spotřeby na straně odběratelů.
Síť musí mít zajištěnou stabilitu na všech úrovních. Jakmile je spotřeba vyšší než výroba, frekvence klesá, a naopak čili je ohrožena frekvenční stabilita. Napěťová stabilita garantuje, že napětí v síti zůstává v limitu, a dynamická stabilita vyžaduje reakci sítě na náhlé změny, jako je výpadek elektrárny nebo porucha vedení.
Pro udržení komplexní stability sítě se používají různé nástroje a mechanismy. Primární regulace představuje automatickou reakci elektráren během několika sekund. Sekundární regulace přichází během minut, kdy ČEPS aktivuje výše zmíněné zdroje. Třetí regulační stupeň zahrnuje manuální zásahy a obchodování s regulační energií. Existují rovněž mechanismy ochrany zařízení a plán obnovy sítě po případném blackoutu.
Agregace a flexibilita
Agregace a flexibilita byly mimo jiné předmětem dlouho očekávané a v roce 2023 schválené novely energetického zákona známé jako Lex OZE II. Agregátor v energetice je subjekt, který sdružuje více malých výrobců, spotřebitelů nebo zařízení s flexibilitou, tedy schopností ovlivňovat výrobu nebo spotřebu, a koordinuje jejich chování na trhu s elektřinou. Například domácnosti s fotovoltaickými elektrárnami, bateriovým úložištěm nebo tepelnými čerpadly tak díky agregaci i jako malí účastníci energetického trhu mohou aktivně přispívat ke stabilizaci sítě a získávat za to odměn.
Principy flexibility spotřeby:
- zvýšení nebo snížení spotřeby na základě signálu (např. odložení spotřeby, jako je nabíjení baterií, ohřev vody)
- krátkodobé zvýšení odběru (např. spuštění chlazení, klimatizace)
- automatizace pomocí chytrých technologií (průběhové měření spotřeby, řídicí systémy, IoT zařízení)
- ekonomická motivace – spotřebitelé dostávají odměnu za to, že upraví svou spotřebu podle potřeb sítě
Funkce agregátora:
- shromažďování (agregace) flexibility více subjektů (např. domácností, firem)
- řízení jejich spotřeby nebo výroby podle potřeb trhu nebo sítě
- obchodování s agregovanou flexibilitou na trzích s elektřinou a poskytování podpůrné služby (např. pro ČEPS)
- zúčtování odchylek za agregované subjekty
Modelová domácnost vhodná pro agregaci:
- rodinný dům s FVE, baterii a chytrým bojlerem
- připojí se k agregátorovi, který v případě přebytku elektřiny v síti spustí ohřev vody v bojleru nebo ji uloží do baterie
- v dohodnutém termínu domácnost získá odměnu za poskytnutou flexibilitu
Význam agregace flexibility:
- vyrovnávání výkyvů výroby z obnovitelných zdrojů energie, jako jsou FVE a větrné elektrárny
- omezení potřeby záložních zdrojů
- zvýšení stability sítě
- snížení nákladů na regulační energii
- efektivnější využití energetické infrastruktury
Například při přebytku elektřiny vyrobené solárními elektrárnami během slunečného letního dne agregátor vyšle integrovaným domácnostem a firmám signál ke zvýšení spotřeby. Aktivují se tepelná čerpadla, ohřev vody, klimatizace, chlazení či ukládání elektřiny do baterií, a přebytečná elektřina se tak smysluplně odčerpá.