Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Očekává se renesance v odvětví malých vodních elektráren

Voda je z pohledu energetiky stále globálně nejvýznamnějším obnovitelným zdrojem energie. Aktuálně se ve světě staví na 3 700 hydroenergetických děl. Přestože geografické podmínky střední a východní Evropy neumožňují využívat vodní zdroje jako v Asii či Jižní Americe, z pohledu plánovaného odklonu od uhlí jde o významný obnovitelný zdroj výroby elektrické energie. Jaký má hydroenergetika potenciál na Slovensku a v České republice? Na to jsme se ptali Iva Tichého, člena představenstva společnosti ZAT, a. s., která dodává řídicí systémy pro energetiku a průmysl téměř do 70 zemí světa. 

Pane Tichý, jaký je současný stav vodní energetiky na Slovensku a v Čechách?

Obě země úspěšně využívají potenciál vodních toků k výrobě elektrické energie. Česká republika má v současné době velká energetická díla na řekách již vybudována a čeká je především modernizace. Další možnosti rozvoje v České republice vidím především ve výstavbě menších energetických celků.

Na Slovensku je situace jiná. Pro místní energetiku jsou vodní zdroje významné, v současné době je zde instalováno více než 2 500 MW, což je kolem 33 % celkového instalovaného výkonu v zemi. Přitom Slovensko využívá svůj hydroenergetický potenciál jen z necelých 60 %.

Vzhledem k odstavování uhelných zdrojů tedy můžeme obecně očekávat renesanci odvětví. Také k předpokládané preferenci výroby energie z obnovitelných zdrojů lze predikovat výraznou podporu investic do malých vodních elektráren s kapacitou do 10 MW.

 Než se podíváme na malé vodní elektrárny, můžete krátce zmínit, jaké projekty se v současné době realizují u velkých vodních zdrojů?

Na Slovensku se v současné době připravuje rekonstrukce vodní elektrárny Gabčíkovo, probíhají modernizace vodních elektrá­ren Dobšiná, Veľké Kozmálovce a dalších elektráren na Váhu. Jako záložní zdroj pro JE Mochovce se plánuje výstavba velké přečerpávací elektrárny Ipeľ s instalovaným výkonem do 600 MW.

Skupina ČEZ jako největší vlastník elektráren v České republice významně modernizuje vodní elektrárny Kamýk a Slapy, plánuje také přestavbu vodních elektráren Orlík a Štěchovice a za sebou má rekonstrukci elektráren Dlouhé Stráně či Lipno I. Při modernizaci se do elektráren instalují nejnovější technologie. Významného pokroku dosáhla například elektrárna Lipno po modernizaci, kterou jsme realizovali jako generální dodavatel. Nyní tato elektrárna potřebuje pro připojení do sítě zhruba poloviční čas oproti jiným technologiím. Samozřejmostí je bezobslužnost a dálkové řízení elektrárny ze 140 km vzdáleného dispečinku ve Štěchovicích.

Očekává se v současnosti výstavba nových malých vodních elektráren?

Podle Komory obnovitelných zdrojů energie existuje prostor pro výstavbu nových malých vodních elektráren v řádu stovek, přesněji 600 až 700 elektráren, podobně situaci vnímá Cech provozovatelů malých vodních elektráren, snad i optimističtěji. Pro srovnání, v současnosti je v Česku evidováno necelých 1 600 malých vodních elektráren s výkonem od 1 kW do 10 MW.

 Máte již za sebou rekonstrukce vodních elektráren jako generální dodavatel stavby. Nicméně při výstavbě či modernizaci menších vodních děl nemusí všichni investoři požadovat dodávku „na klíč”. Jaké jsou zde možnosti?

Máte pravdu, jde především o požadavky zákazníka. Na Lipně I jsme realizovali komplexní dodávku od úvodního projektu přes nasazení robustního systému DCS SandRA Synergy, kompaktních regulátorů, synchronizátorů, lokálních řídicích stanic až po uvedení do provozu. Samozřejmou součástí dodávek je také záruční a pozáruční servis, případně garantovaný servis. Oproti tomu jsme schopni díky kompaktním a „na míru šitým“ řešením uspokojit i dílčí požadavky zákazníků z oblasti obnovitelných zdrojů energií. Jde o menší dodávky pro řídicí systémy jednotlivých provozních souborů, kde můžeme uplatnit individuální přístup podle představ každého zákazníka.

 Můžete tento proces pro lepší představu uvést na příkladu?

Tato spolupráce je vhodná především u produktů využívajících kompaktní řešení našich procesních stanic. Od samého začátku naši odborníci spolupracují se zákazníkem na projektu, případně jej odborně vedou, zároveň si zákazník může některé dílčí práce provádět sám. Pro tyto účely jsme vyvinuli kompaktní regulátor turbíny SandRA Z210 CTC. Jde o řešení pro turbíny menšího výkonu. Jeho výhodami jsou především jednoduchá a rychlá instalace, nízká cena a stejný výpočetní výkon jako u robustních systémů. Řešení splňují všechny požadavky na přesnost a rychlost reakce na najetí bloku a v dodávkách elektrické energie. Loni v říjnu jsme třeba vyměnili buzení generátoru TG3 v malé vodní elektrárně Veľké Kozmálovce, jejímž hlavním účelem je zajistit zásobu chladicí vody pro JE Mochovce. Šlo o demontáž původního buzení a jeho náhradu novým s regulátorem naší výroby. V tomto segmentu máme velké zkušenosti, dodávky kompaktních řešení jsou běžnou součástí našich projektů.

 Jak se ve vodní energetice uplatňují nové koncepce, jako jsou internet věcí (IoT) nebo digitální dvojčata?

Z oblasti IoT jde například o bezdrátový sběr dat. Získaná data mohou firmy využívat pro komplexní přehled o celé vodní kaskádě, pro prediktivní údržbu technologických zařízení, manažerské řízení a tak dále. Mohou díky tomu výrazně zefektivnit výrobu elektřiny. Námi vyvinutá platforma SimONet, kterou jsme uvedli na trh před dvěma lety, má v tomto směru již mnoho zajímavých referencí.

Ke spolehlivému provozu přispívá vytváření digitálních dvojčat. Může jít například o matematické modely provozovaných technologií. Tyto modely lze využívat k simulování provozních stavů technologie a jejímu optimálnímu nastavení. Porovnáním chování skutečného zařízení s modelem je pak možné včas diagnostikovat potřebu servisu zařízení dříve, než dojde k závažné poruše.

 Co je důležité při vývoji řídicí techniky pro energetiku?

Vyvinout inovativní produkt v oblasti energetiky je tak trochu alchymie. Musíte předvídat vývoj technologií na několik let dopředu, jelikož váš systém bude v elektrárně sloužit i dvacet let. Je to jako u kvalitního drinku, potřebujete správný poměr ingrediencí. V našem případě to jsou mnohaleté zkušenosti z vývoje řídicích systémů a jejich instalace v náročných průmyslových procesech, špičkový a do vývoje zapálený tým s moderním vývojovým zázemím i spolupráce s externími výzkumníky, například z vysokých škol. Pak vznikne ať už drink, či produkt, u něhož si zákazník řekne, že je pro něj ten pravý, a rád se k němu vrací.

 

(ZAT)

Obr. 1. Ivo Tichý, člen představenstva ZAT, a. s.

Obr. 2. Rozvodna vodní elektrárny Lipno 1

Obr. 3. Pohled na víko spirály vodní elektrárny Lipno 1

Obr. 4. Řídicí systém SandRA pro energetiku

Obr. 5. Řídicí systém SandRA instalovaný ve vodní elektrárně Veľké Kozmálovce