Uprostřed písků nedaleko Abu Dhabi začíná stavba projektu, jenž má fungovat jako gigantické umělé slunce dodávající městům čistou energii bez přestávky, den i noc.
Nejde o futuristickou vizi ze sci-fi filmu, ale o stavbu jedné z nejambicióznějších solárních elektráren na Zemi. Komplex Khazna Solar PV má pracovat nepřetržitě a dodávat proud stovkám tisíc obyvatel, přičemž klasické uhelné či plynové elektrárny odsune stranou.
Ve Spojených arabských emirátech totiž roste potřeba stabilních a čistých zdrojů energie. Tradiční závislost na fosilních palivech začíná ustupovat projektům, které spojují moderní technologie s obnovitelnými zdroji. Odborníci z oblasti energetiky upozorňují, že solární farmy dosud trpěly jednou velkou slabinou – produkovaly proud jen tehdy, když slunce svítilo. Nový komplex u Abu Dhabi má tuto nevýhodu odstranit a ukázat, že solární energie může fungovat stejně spolehlivě jako tradiční elektrárna.
Za projektem stojí společnosti Masdar, Engie a státní Emirates Water and Electricity Company. Podle jejich plánů má být výstavba dokončena v roce 2027. Tehdy by měl komplex dodávat stabilních 1,5 gigawattu čisté elektrické energie po celých dvacet čtyři hodin denně, sedm dní v týdnu. Takový výkon je srovnatelný s běžnou konvenční elektrárnou, jenže bez emisí oxidu uhličitého.
Jak může největší solární elektrárna světa fungovat i v noci
Jádrem nové instalace bude obrovské pole fotovoltaických panelů – přibližně tři miliony kusů. Budou rozmístěny v řadách na pouštním terénu tak, aby maximálně využily sluneční záření v regionu. Právě slunce je největším trumfem Emirátů: mnoho dnů v roce bez mraků a silné, stabilní sluneční svit.
Klíčovým prvkem projektu je však něco jiného. Elektrárna má dodávat energii nejen ve chvílích, kdy slunce svítí. Systém ukládání energie a pokročilé řízení umožní shromažďovat přebytky proudu během dne a využívat je v noci, bez výkyvů napětí či poklesu výkonu.
Principy fungování se dají shrnout takto:
- den: panely vyrábějí nadbytek energie, který míří do úložišť
- odpolední špička: systém uvolňuje část uskladněné energie a odlehčuje síti
- noc: úložiště přebírají roli panelů a udržují stabilní dodávku proudu
- ranní hodiny: postupné přepínání na svěží produkci z panelů
Cílově má komplex zásobovat asi 160 tisíc domácností ve Spojených arabských emirátech. Podle odhadů investorů sníží emise oxidu uhličitého o zhruba 2,4 milionu tun ročně, což odpovídá vyřazení přibližně 470 tisíc spalovacích automobilů z provozu.
Digitální elektrárna místo obyčejné fotovoltaické farmy
Khazna Solar PV nemá být běžnou farmou panelů. Investoři chtějí vybudovat plně digitální elektrárnu založenou na pokročilých algoritmech a řídicích systémech. Každý panel bude vybaven technologií solar tracking, která mění úhel nastavení modulů v průběhu dne.
Tracking zajišťuje, že panel sleduje pohyb slunce po obloze. Takové řešení přináší několik výhod:
- zvyšuje množství sebrané energie ve srovnání s pevnými panely
- vyrovnává produkci během dne bez prudkých špiček
- snižuje vliv krátkodobého zatažení na chod elektrárny
- optimalizuje úhel dopadu slunečních paprsků po celý rok
K tomu přistupuje rozsáhlý systém online monitoringu. Operátoři budou neustále sledovat parametry práce panelů, teplotu, intenzitu slunečního záření i zatížení úložišť energie. Umělá inteligence má pomáhat s předpovídáním poptávky po proudu a s rozhodováním, kdy nejlépe nabíjet baterie a kdy je vybíjet.
Digitální správa energie mění klasickou farmu panelů v inteligentní elektrárnu, která reaguje na poptávku, počasí a stav sítě téměř v reálném čase. Vědci z oboru energetiky tvrdí, že právě tento přístup může výrazně zvýšit efektivitu a spolehlivost obnovitelných zdrojů.
Co takový projekt mění v celé energetice
Solární energetika na světě roste rychlým tempem, ale dosud měla jednu zásadní slabinu – byla závislá na počasí a denní době. Fotovoltaické farmy produkovaly nejvíc tehdy, když slunce stálo vysoko, což často neodpovídalo špičkové spotřebě.
Projekty jako Khazna Solar PV posouvají těžiště jinam. Spojením obrovské plochy panelů s úložišti energie získávají možnost zacházet se sluncem jako se stabilním zdrojem, ne jen doplňkem. Pro Emiráty to znamená šanci snížit spotřebu zemního plynu v elektrárnách a budovat image státu investujícího do moderní nízko-emisní energetiky.
Čím víc takových umělých sluncí vznikne, tím snazší bude pro jednotlivé země opouštět fosilní paliva bez rizika náhlého nedostatku proudu. Odborníci z Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii (IRENA) zdůrazňují, že právě kombinace výroby a skladování je klíčem k dalšímu rozšíření solárních a větrných zdrojů.
Význam pro země jako Česko
Ačkoliv se povětrnostní podmínky v Emirátech a v Česku diametrálně liší, samotný směr změn je důležitý i pro českou energetiku. Vývoj levných úložišť energie a flexibilní správy sítě umožňuje zapojovat do systému stále víc fotovoltaických i větrných farem bez obav z přetížení.
České samosprávy a firmy už staví menší úložiště energie u fotovoltaických farem či průmyslových závodů. Pokud taková řešení zlevní a legislativa stihne tempo technologií, stále více obyvatel a podniků se bude moci opírat o lokální čistou energii stabilizovanou bateriemi nebo jinými formami skladování.
Pro běžného odběratele jsou nejdůležitější efekty poznatelné v každodenním životě: stabilnější účty za elektřinu v delším horizontu, menší náchylnost systému na výkyvy cen surovin a čistší vzduch. Výzkumníci z Českého vysokého učení technického v Praze poukazují na to, že investice do úložišť mohou postupně snižovat tlak na dovoz elektrické energie ze zahraničí.
Jak funguje umělé slunce v praxi a co přinese do budoucna
Označení umělé slunce dobře vystihuje myšlenku projektu, i když ve skutečnosti nejde o vytváření nové hvězdy, nýbrž o ovládnutí již dostupné energie. Elektrárna neprodukuje světlo, ale přeměňuje světlo na proud a uchovává ho v okamžiku, kdy je nejméně potřeba.
Dá se to přirovnat k obrovskému powerbanku, který se nabíjí ve dne a v noci napájecí město. V malém měřítku funguje podobný mechanismus už v domech s fotovoltaikou a úložištěm energie – přebytky ze střechy putují do baterie v garáži a večer z nich majitel napájí osvětlení, televizi, ledničku či pračku.
Rozdíl spočívá hlavně v měřítku a ve stupni složitosti systému. V případě Khazna Solar PV má každá chyba nebo výpadek velký dopad, proto investoři sázejí na pokročilou automatizaci, víceúrovňová zabezpečení a detailní analýzy dat. Inženýři z firem Masdar a Engie opakovaně zdůrazňují, že digitální řízení je stejně důležité jako samotné panely.
Masové solární projekty na pouštích s sebou nesou jak příležitosti, tak otazníky. Na jedné straně dávají zemím bohatým na slunce možnost osamostatnit se od fosilních paliv, na druhé vyžadují velké množství surovin k výrobě panelů a baterií i pečlivé plánování využití území. Ekologové upozorňují, že je třeba dbát na dopady na místní ekosystémy a vodní zdroje.
Pokud se takové projekty osvědčí, tlak na rozvoj úložišť energie poroste a to může urychlit změny i v krajinách s méně slunečným podnebím. Solární energie dlouho platila za doplněk energetického mixu. Výstavba gigantických komplexů s vlastním skladováním ukazuje, že se pomalu stává jedním z pilířů systému. Pouštní umělé slunce v Emirátech je jen jedním ze signálů, že hra v energetice se začíná skládat jinak než v dobách dominance ropy, uhlí a plynu.
