V dôsledku zmien v reštrukturalizácii hospodárstva po novembri 1989 prešla cementáreň viacerými vývojovými obdobiami, ktoré nakoniec neustála. V roku 2001 prepustila významnú časť svojich zamestnancov, aby o rok neskôr svoju činnosť úplne ukončila. V súčasnosti je cementáreň takmer úplne zrovnaná so zemou, pričom v jej areáli sa nachádzajú spoločnosti zaoberajúce sa predajom stavebného materiálu či zhodnocovaním odpadov. Po ukončení činnosti cementárne zostala na tomto mieste pomerne predimenzovaná energetická infraštruktúra s veľkým voľným dostupným výkonom. „To bol jeden z prvých motívov na inštaláciu batériového úložiska práve na tomto mieste. Druhým pozitívom bola dostupnosť voľných priestorov v existujúcich objektoch a tretím dostupnosť infraštruktúrnych komunikačných sietí, ktoré sú pre prevádzku energetického zdroja poskytujúceho certifikované podporné služby nevyhnutné,“ vysvetľuje na úvod nášho stretnutia Vladimír Miškovský, vedúci rozvoja obchodu v spoločnosti FUERGY Industries, j. s. a., ktorá bola technologickým dodávateľom tohto projektu a zabezpečuje jeho riadenie, údržbu, servis a monitoring na báze dlhodobého kontraktu.

Aktuálny majiteľ a prevádzkovateľ MDS spoločnosť EnergyTech, spol. s r. o., má za sebou už niekoľko energetických projektov a uvedomoval si potenciál tohto miesta. Spolu s týmito skutočnosťami prebehla aj modifikácia technických podmienok Slovenskej elektrizačnej a prenosovej sústavy, a. s., (SEPS), ktorá umožnila využitie batériového úložiska na primárnu reguláciu.

V rozpätí necelého polroka sa projekt podarilo zrealizovať od podpisu kontraktu až po reálne spustenie do prevádzky. Ide o interiérové batériové úložisko brAIn by FUERGY. Pre úložisko s umiestnením v exteriéri nebolo vhodné miesto. Z čias bývalej cementárne bola naopak k dispozícii veľká rozvodňa, ktorá po úpravách vyhovovala umiestneniu úložiska. Na základe vykonaných energetických analýz a dostupného výkonu v hlavnom rozvádzači bolo zvolené batériové úložisko s výkonom 2,7 MW a s kapacitou 2,916 MWh. V letných mesiacoch tohto roku však prebehlo rozšírenie kapacity batériového zdroja na súčasnú úroveň 3,6 MWh.

„Špecifikum tohto riešenia je v tom, že úložisko je rozdelené na dva samostatné virtuálne bloky, z ktorých každý môže mať pri poskytovaní certifikovanej podpornej služby svoju vlastnú cenovú politiku,“ hovorí V. Miškovský. Z pohľadu SEPS vystupujú tieto bloky ako dve samostatné jednotky. Navyše, celé batériové úložisko je nakonfigurované tak, že keď neposkytuje certifikovanú podpornú službu, tak buď jeden, alebo obidva, alebo aj ďalší rezervný výkon môže poskytovať obchodnú flexibilitu pre bilančnú skupinu dodávateľa energie. Úložisko je z tohto pohľadu veľmi flexibilné a dobre riaditeľné, aby jeho prevádzka bola čo najefektívnejšia a návratnosť investície čo najrýchlejšia.

Aj keď sa v priemyselnom areáli nachádza niekoľko subjektov prepojených v rámci miestnej distribučnej sústavy (MDS), ani jeden z nich nemôže využívať batériové úložisko pre svoje energetické potreby. Úložisko má svoje vlastné prahové meranie a voči SEPS vystupuje ako samostatné odberné miesto. Ide o prvú inštaláciu svojho druhu, ktorá je nielen technologicky mimoriadne komplexná a bezemisná, ale tiež ekonomicky atraktívna. Vďaka tomu je úložisko komerčne životaschopné aj bez financovania z verejných zdrojov.

Riešenie do interiéru

Vzhľadom na to, že nie každá batériová technológia môže byť umiestnená v interiéri, bolo potrebné hľadať na trhu riešenie, ktoré by zvolenému zámeru vyhovovalo. Navyše, pri interiérovom úložisku treba už vo fáze jeho návrhu zohľadniť podstatne viac faktorov a súvislostí ako pri exteriérovej verzii. Spoločnosť FUERGY ako dodávateľ riešenia nakoniec zvolila nehorľavé LiFePO4 batériové moduly od spoločnosti Pylontech v kombinácii s meničmi slovenskej spoločnosti Vonsch. Obidve tieto technológie bolo, samozrejme, potrebné čiastočne prispôsobiť po softvérovej aj hardvérovej stránke. V rámci inštalácie úložiska boli využité rôzne inovácie v oblasti skladovania energie. „Napríklad sme zužitkovali studený vzduch z chladenia káblových kolektorov, ktorým chladíme batérie,“ vysvetľuje V. Miškovský.

Prevádzková funkčnosť batériových modulov, ktorá definuje ekonomiku a spoľahlivosť prevádzky celého úložiska, do výraznej miery závisí od samotnej kvality každej bunky batérií a jej vyváženia voči ostatným bunkám v rámci úložiska. Preto sa spoločnosť FUERGY pri svojich riešeniach opiera najmä o skúsených a overených dodávateľov, ako sú Pylontech či Huawei, ktorí dokážu poskytovať z desaťstupňovej kvalitatívnej škály batérie v prvých dvoch najvyšších úrovniach kvality. „Pri batériových článkoch nižšej kvalitatívnej úrovne sa totiž ľahko môže stať, že sa úložisko nepodarí výkonovo vyvážiť tak, aby všetky články dosahovali rovnakú napäťovú úroveň,“ vysvetľuje V. Miškovský. Z toho je zrejmé, že pre prevádzku spoľahlivého zdroja energie poskytujúceho certifikované podporné služby, sú batériové články zo spodných úrovní kvality spomínanej škály prakticky nepoužiteľné. V prípade výrobcov Pylontech a Huawei má FUERGY aj status servisného partnera, čo jej umožňuje získať nielen priamy prístup k technickej podpore a výskumno-vývojovým centrám týchto spoločností, ale riešenia týchto spoločností aj do detailov poznať, čo je výhoda oproti dodávateľom, ktorí batérie len predávajú.

Podporné služby vs regulačná flexibilita

V rámci necertifikovaných podporných služieb dokáže úložisko brAIn zefektívniť aj celkové využitie fotovoltiky s výkonom 600 kilowattpeak (kWp) nachádzajúcej sa v areáli. Napríklad prediktívne vyhodnotí, kedy bude fotovoltika vyrábať elektrickú energiu a v predstihu uvoľní kapacitu na nabitie batérií solárnymi prebytkami.

V rámci procesu certifikácie zdroja energie, ktoré obsahuje aj batériové úložisko, treba pre SEPS definovať aj jeho nabíjaciu stratégiu. Fotovoltika neslúži na nabíjanie batériového úložiska v prípade, ak poskytuje certifikovanú službu. Ak je však úložisko prepnuté na poskytovanie regulačnej flexibility pre bilančnú skupinu, tam sa už pracuje aj s predikciou a plánovaním výkonu fotovoltiky a so spotrebou celej MDS.

Na začiatku projektu boli zrealizované analýzy odberu jednotlivých odberateľov v rámci MDS. V súčasnosti už systém sám vyhodnocuje správanie odberateľov z hľadiska ich spotreby, aby ich dokázal plánovať a riadiť flexibilitu. Obidva virtuálne bloky batériového úložiska získali od 1. 1. 2024 celoročný kontrakt na poskytovanie certifikovanej služby primárnej regulácie FCR (z angl. Frequency Containment Reserve), a preto prakticky nezostáva priestor na ich využitie v rámci poskytovania necertifikovanej podpornej služby – regulačnej flexibility dodávateľovi elektrickej energie. Komunikáciu so SEPS a aktiváciu úložiska zabezpečuje vlastný terminál spoločnosti FUERGY na poskytovanie podporných služieb TASDR, ktorý komunikuje s dispečerským riadením SEPS. Momentálny stav na slovenskom energetickom trhu je taký, že batériové systémy možno využiť len na zabezpečenie primárnej regulácie FCR. SEPS aktuálne (september 2024, pozn. red.) skúma možnosti využitia batériového úložiska aj na sekundárnu reguláciu aFRR+/-, ktorá je v zahraničí už v praxi overená.

Pod kontrolou EMS

Riadenie obchodnej flexibility je z pohľadu systému na správu energií (z angl. Energy Management System, EMS) a logiky riadenia podstatne náročnejšie ako poskytovanie certifikovanej služby primárnej regulácie. V prípade riadenia obchodnej flexibility je predmetom riadenia celé odberné miesto. Základným prvkom je v tomto prípade fakturačný elektromer s prideleným EIC kódom, ktorý poskytuje údaje o spotrebe na danom odbernom mieste v reálnom čase. Elektromer bez EIC kódu zabezpečuje v princípe podružné merania a nie je na riadenie obchodnej flexibility vhodný. Na danom odbernom mieste sa tak, ako to bolo v prípade priemyselného areálu v Banskej Bystrici, nainštaluje batériové úložisko. To je okrem svojho vlastného systému na správu batérií (z angl. Battery Management System, BMS) osadené riadiacimi jednotkami FUERGY Control Unit, ktoré zabezpečujú obojsmernú sofistikovanú komunikáciu úložiska, resp. inej energetickej technológie osadenej na danom odbernom mieste s EMS v cloude. „Práve tu sa realizuje celá logika riadenia úložiska, rozhodovanie, kedy sa má úložisko nabíjať/vybíjať a pod. Ak sa na odbernom mieste realizuje aj riadenie obchodnej flexibility, tak sa stratégia riadenia komunikuje a rieši v spolupráci s dodávateľom elektrickej energie, ktorý je zúčtovateľom odchýlky a môže vygenerovať aj finančný efekt,“ konštatuje V. Miškovský.

Vďaka tomu, že FUERGY má veľmi úzke vzťahy so spomínanými výrobcami batériových systémov, dokáže pracovať s BMS úložiska na úrovni kódu, prípadne upravovať alebo dopĺňať niektoré chýbajúce funkcionality svojím vlastným EMS.

FUERGY má pre každé inštalované batériové úložisko pomerne presne spočítané náklady na jeden cyklus nabitia/vybitia. Tento prepočet sa realizuje priamo v EMS, ktorý na základe výsledkov prepočtu porovnáva regulačné zásahy, ktoré by mal spraviť v danom momente. Tie, ktoré by neboli ekonomicky prínosné, alebo pri ktorých by hrozilo zlyhanie regulačného zásahu, nebude EMS realizovať. Vyberie si práve tie, ktoré v prvom rade zabezpečia ekonomický prínos regulácie. EMS pritom porovnáva údaje o systémovej odchýlke, cezhraničných prenosoch, predikcii odberu odberného miesta, predpovedi počasia a pod.

Bez vzdialeného prístupu to nejde

FUERGY má vďaka vzdialenému prístupu prostredníctvom už spomínaných riadiacich jednotiek FUERGY Control Unit prehľad o dianí nielen na úrovni úložiska, ale dokáže sa pozrieť na stav na úrovni jednotlivých batériových článkov. Podľa V. Miškovského je to mimoriadne dôležité z hľadiska včasnej reakcie na neštandardné stavy, predikcie servisného zásahu a rýchlosti jeho vykonania. Pri zabezpečení certifikovanej služby alebo riadení obchodnej flexibility je vzdialený prístup nevyhnutnosťou. „Algoritmy strojového učenia sledujú dianie na úrovni úložiska, priebeh teploty článkov, reakcie na nabíjanie/vybíjanie či zmeny ďalších prevádzkových parametrov, ktoré sú síce v akceptovateľných hraniciach, ale už môžu byť príznakom zhoršujúceho sa stavu, ktorému treba venovať pozornosť,“ vysvetľuje V. Miškovský.

Aj v prípade batériových úložísk rezonuje téma kybernetickej bezpečnosti. Jedným z prvých opatrení, ktoré FUERGY v tejto súvislosti realizuje, je oddelenie siete batériového úložiska od internej vnútropodnikovej siete zákazníka. Ak si zákazník vyžaduje ešte vyššiu úroveň kybernetickej bezpečnosti, FUERGY má so spomínanými dvomi výrobcami batériových článkov dohodnuté aj off-cloud riešenia, t. j. batéria je odpojená od cloudu výrobcu a komunikácia s EMS FUERGY prebieha len cez zabezpečené VPN kanály. Výhodou pre zákazníka je, že aj v takomto prípade sa zachovávajú všetky záruky výrobcu na inštalované batérie.

Znižovanie uhlíkovej stopy a ekonomické prínosy

Vzhľadom na to, že inštalácia batériového úložiska je investične náročným projektom, musí byť po technickej a obchodnej stránke vyladená tak, aby sa dosiahla očakávaná návratnosť a ziskovosť. Nezanedbateľným prínosom prevádzky batériového úložiska je aj znižovanie uhlíkovej stopy subjektov pripojených na danom odbernom mieste. Stále viac zákazníkov najmä z priemyslu bude musieť dávať svoje aktivity do súvislostí z pohľadu dosahu na životné prostredie, sociálnych vplyvov či riadenia a vedenia podniku (z angl. Environmental, Social, Governance, ESG). „Batériové úložiská, ktoré nezachytávajú solárne prebytky, ale poskytujú riadenie obchodnej flexibility, sú vhodné na znižovanie uhlíkovej stopy práve tým, že poskytovaním obchodnej flexibility dochádza k nižšej potrebe poskytovania certifikovaných podporných služieb, ktoré na Slovensku majú zatiaľ pomerne veľkú uhlíkovú stopu,“ vysvetľuje V. Miškovský. Zníženie uhlíkovej stopy má pre veľa zákazníkov v konečnom dôsledku oveľa väčší ekonomický a obchodný prínos ako to, že majú inštalované úložisko, do ktorého zainvestovali, splatili ho za tri roky a potom ešte v priebehu životnosti vygenerujú ďalší zisk.

Potenciál batériových úložísk v budúcnosti

Vzhľadom na situáciu na energetickom trhu bude prevádzka batériových úložísk poskytujúcich certifikované podporné služby primárnej regulácie jednoznačne prínosom a prevádzkovateľ elektrizačnej sústavy by mal oceniť, že tieto služby bude mať kto robiť. „Ak by sa batériové systémy využívali dostatočne aj pre obchodnú flexibilitu, bude možné výrazne znížiť dopyt po certifikovaných podporných službách. Táto oblasť má v rámci Európy mimoriadny obchodný a ekonomický potenciál, ktorý navyše dokáže eliminovať veľkú väčšinu negatív obnoviteľných zdrojov energie, z ktorými budeme prichádzať do kontaktu čoraz častejšie,“ hovorí na záver nášho stretnutia V. Miškovský.

Ďakujeme spoločnosti FUERGY Industries, j. s. a., a Vladimírovi Miškovskému za poskytnuté informácie.

Anton Gérer