Řídicí systém elektrárny byl na míru vyvinut dvěma skupinami z Českého institutu informatiky robotiky a kybernetiky ČVUT, a to skupinou Energetika, vedenou Ondřejem Mamulou, a skupinou Optimalizace, vedenou Přemyslem Šůchou. Do vývoje se aktivně zapojili nejen kmenoví pracovníci, ale i studenti doktorského programu. Projekt je výsledkem spolupráce akademie a průmyslu v oblasti inovativní energetiky. Změny v energetickém mixu, plánovaný odklon od konvenčních zdrojů energie či rostoucí podíl energie z obnovitelných zdrojů, budou zdrojem nestability a fluktuace v elektrizační síti. Proto se v současnosti hledají nové zdroje služeb výkonové rovnováhy (SVR) zajišťující stabilitu a bezpečnost elektrizační sítě. Hybridní zdroj, Energy nest, o celkovém instalovaném výkonu 52,4 MW takový zdroj představuje a otevírá celou řadu možných řešení poskytování služeb výkonové rovnováhy.
Energy nest reaguje na měnící se energetické prostředí
"Obnovitelné zdroje energie mají již v roce 2030 stát za čtvrtinou produkce elektrické energie. Nicméně se jedná o zdroje, které nejsou schopny poskytovat služby výkonové rovnováhy. Na druhou stranu plánujeme odklon od uhelných elektráren, které stojí za produkcí téměř 60 % elektrické energie a zajištují stabilitu v síti. Chceme-li i v budoucnosti bezpečnou a stabilní elektrizační síť, musíme hledat zdroje nové. Energy nest odděluje výrobu elektrické energie od poskytování služeb výkonové rovnováhy a představuje řešení, které již dnes reaguje na budoucí potřeby energetiky," říká o projektu Darina Merdassi, ředitelka skupiny Decci, a.s. a členka představenstva E.nest Energy a.s. a dodává: " Energy nest poskytne služby výkonové rovnováhy, a to v rozsahu provozu, který dosud poskytoval elektrárenský blok o výkonu 300 MW spalující hnědé uhlí a přispěje tím i k dosažení národních cílů v oblasti klimatu."
Inovativní energetické řešení Inovativnost řešení spočívá v kombinaci technologií, konkrétně spalovacích turbín s celkovým výkonem 32,4 megawatt technicky odvozených od leteckých motorů a bateriovým úložištěm, které je s výkonem 20 megawattů a kapacitou 22 megawatt hodin největší v České republice. Použité technologie se v kombinaci s unikátním řídicím systémem vhodně doplňují a umožňují plně využít všech jejich vlastností pro poskytování podpůrných služeb ke stabilizaci sítě. Analýzy ČEPS ukazují, že stávající vývoj energetiky může vést k dramatickému poklesu regulačního výkonu pro poskytování služeb výkonové rovnováhy. Hybridní zdroj je v současnosti schopen poskytnout jakoukoliv kombinaci služeb výkonové rovnováhy – zajišťujících stabilitu v síti, jmenovitě zálohy pro automatickou regulaci frekvence (FCR), zálohy pro regulaci výkonové rovnováhy s automatickou aktivací (aFRR+) nebo zálohy pro regulaci výkonové rovnováhy s manuální aktivací (mFRR+) až do celkového výkonu 30 MW. V budoucnu se plánuje rozšíření služeb výkonové rovnováhy až na 52,4 MW, a to za využití stávajících technologií. "Unikátnost technického řešení Energy nest vidím ve využití leteckých turbín," říká Ondřej Mamula, vedoucí skupiny energetika na CIIRC ČVUT, který za návrhem řídicího systému Energy nest stojí. "Služby výkonové rovnováhy stabilizující síť se poskytují různými typy technologií. Většinou se jedná o stroje, ať již velké či malé, které jsou zvyklé na hrubé zacházení. Mám tím na mysli zacházení ve smyslu přerušovaného provozu, když zařízení vypínám a za hodinu dle potřeby zase zapínám. Podobně jako se tomu děje při opakovaném vzletu a přistání letadla." Unikátnost řídicího systému vyvinutého vědci z CIIRC ČVUT spočívá ve schopnosti maximálně využít vlastností hybridního zdroje a tím dosáhnout jeho maximální efektivity. "Při vývoji jsme úzce spolupracovali s dodavatelem plynových turbín britskou společností Centrax. Algoritmus řízení má přesnou znalost o stavovém chování těchto turbín a díky tomu dokáže reagovat s maximální rychlostí na změnu požadavků poskytování podpůrných služeb a zároveň minimalizovat spotřebu plynu. To má pozitivní vliv jak na udržitelnost zdrojů a životní prostředí, tak ekonomiku," vysvětluje Přemysl Šůcha, vedoucí skupiny Optimalizace na CIIRC ČVUT, zadání pro chytré algoritmy. "Další důležitou výhodou navrženého algoritmu je jeho robustnot, tj. schopnost garantovat odezvu na měnící se požadavky na poskytování podpůrných služeb. To dovoluje spolehlivě, efektivně a hlavně vysvětlitelně provádět řídicí zásahy do hybridního zdroje. V neposlední řadě byl vývoj řídicího algoritmu prováděn na digitálním dvojčeti hybridního systému, čímž se ušetřily značné náklady na provádění jinak velmi drahých experimentů na reálném zařízení," dodává Šůcha.
Modulární provedení
"Zdroj Energy nest byl navržen tak, aby bylo možné v případě potřeby navýšit jeho kapacitu či ho jednoduše rozšířit o další podobné hybridní systémy. Jedná se o modulární a škálovatelné řešení, které díky kontejnerovému provedení zabírá plochu o rozloze 1 ha. Zároveň vykazuje špičkové parametry dostupnosti a spolehlivosti. V budoucnosti se počítá i s možností výroby zeleného vodíku," vysvětluje Darina Merdassi další z výhod Energy nest. Za realizací stavby hybridního zdroje stojí společnost Siemens, s.r.o., hlavními dodavateli technologií jsou britská společnost Centrax Ltd, UK a německá SMA Altenso, GmbH. Na projektu se významně podílely i české poradenské firmy Euroenergy, s.r.o, Nano Energies a OSC, a.s.