Poznámky redaktora
Pomoci projekt ADELE
Cílem projektu ADELE vybudovat do
roku 2013 komerčně využitelnou pilotní tla-
kovzdušnou akumulační elektrárnu [3], která
bude mít akumulační kapacitu 1 GW·h a elek-
trický výkon 200 (obr. 1). Teplo tím neztrácí, zůstává v procesu
a znovu využívá pro výrobu elektrického
proudu, což přispívá zvýšení účinnosti sys-
tému asi (téměř jako u přečerpáva-
cích elektráren). K ohřevu běžně využí-
vá zemní plyn. 2), při němž teplo vznikající při stla-
čování nevypouští bez užitku okolí, ale ze
stlačeného vzduchu odebere a přechodně
se uchová v zásobníku (akumulátoru) tepla
[2].ELEKTRO 6/2011
inovace, technologie, projekty
Adiabatická tlakovzdušná
akumulační elektrárna
Vyrovnávacích elektráren nedostatek
Do roku 2020 podíl obnovitelných
energií výrobě elektrického proudu v Ně-
mecku vzrůst současných asi 15 % na
zhruba a to zejména díky většímu vy-
užití větrné a solární energie. Jenom moder-
nizací větrných elektráren pevnině a plá-
novanou výstavbou větrných farem moři
se instalovaný výkon větrných turbín do
roku 2020 zdvojnásobit téměř 50 GW a do
roku 2030 více než zpětinásobit 130 GW. Přečerpávací vodní elektrárna Herdecke
(foto: Wikipedia. Vyžaduje stále rostoucí podíl obnovitelných energií energetickém mixu,
který sice přispívá k výraznému snížení emisí CO2, ale také přidělává vrásky energetikům,
kteří mají starosti vyvažování zátěže rozvodných sítí.
Potřeba elektrického vyrovnávacího výko-
nu pro udržení stability rozvodné sítě s ros-
toucím podílem větrné a fotovoltaické ener-
gie silně roste a již v současnosti jsou při ur-
čitých povětrnostních situacích disponibilní
kapacity vyrovnávacích elektráren téměř vy-
čerpány. Princip adiabatické tlakovzdušné aku-
mulační elektrárny
K TM~ ~G
akumulátory tepla
stlačený vzduch
(kaverna)
odpadní
vzduch
nasávaný
vzduch
. dvou solných
jeskyních lze uložit 150 000 m3
stlačeného
vzduchu, který může v případě potřeby dodá-
vat dobu tří hodin výkon 320 MW při
celkové účinnosti asi 42 %.de)
Obr. Při nedostatku
proudu v síti stlačený vzduch z podzemní-
ho zásobníku odebírá a přivádí turbín, kte-
ré pohánějí generátory vyrábějící elektrický
proud.
Pro vyrovnávání možné využít i operativně
spouštěné menší elektrárny plynové a uhelné,
ale také jejich možnosti jsou omezené, zejmé-
na při trvalém preferování kogenerační výro-
by tepla a elektřiny. tlakovzdušné akumulační
elektrárny pracující v principu podobně jako
přečerpávací vodní elektrárny. Aby rozvodná síť zůstala stabil-
ní, nutné toto kolísání vyrovnat, protože
množství proudu dodávaného a odebíraného
ze sítě musí být v každém okamžiku stejné,
tedy vyvážené. Karel Kabeš
Uskladňovat akumulovat elektrickou energii bezpečně, účinně a ve velkých množstvích,
to jeden z hlavních úkolů pro zajištění plynulého zásobování elektřinou v nejbližší bu-
doucnosti. Účinnost tlakovzdušných vyrovnáva-
cích elektráren však jen 50 % a je o více
než 20 % menší než účinnost přečerpávacích
vodních elektráren. Proto v poslední době odborníci
vracejí starším projektům skladování ener-
gie, jako jsou např. V době, kdy
je v rozvodné síti elektrického proudu přeby-
tek, nasávají elektricky poháněné kompreso-
ry okolní vzduch, stlačují 10 MPa
a vhánějí utěsněných kaveren, vyhloube-
ných pod zemským povrchem.
Dodávky elektrického proudu z větrných a fo-
tovoltaických elektráren rozvodné sítě jsou
ale silně závislé rozmarech počasí a mo-
hou značně kolísat, podle zkušeností v roz-
mezí maximálního instalované-
ho výkonu. Züblin AG, Německé stře-
disko pro letectví a kosmonautiku – DLR
aj. způsobeno zejména
tím, stlačený a silně ohřátý vzduch nutné
ochladit zhruba teplotu okolí, aby jej bylo
možné v podzemí skladovat, a při opětovném
použití nutné před zavedením turbí-
ny nejprve ohřát, protože v turbíně při ex-
panzi silně ochladí. Přečerpávací elektrárny mají velkou
kapacitu a účinnost mezi 85 %, ale je-
jich stavba drahá, vždy znamená výrazný
zásah krajiny a je silně omezena nedostat-
kem vhodných lokalit. 3). V současnosti mají
přečerpávací elektrárny v Německu celko-
vou kapacitu asi 7 GW (v ČR asi 1,5 GW). Akumulační elektrárna tohoto
typu pracuje již roku 1978 poblíž dolno-
saského města Oldenburg.
Proveditelnost adiabatického akumulační-
ho systému byla potvrzena evropským pro-
jektem AA-CAES (Advanced Adiabate Com-
pressed Air Energy Storage) řešeným v letech
2003 2007 a podrobnou případovou studií
vypracovanou společnostmi General Electric
a RWE Power v roce 2008. ledna
2010 v Berlíně [1]. Příslušnou dohodu o spolupráci při
vývoji podepsali účastníci projektu 19.
Adiabatické ukládání stlačeného
vzduchu podzemí
Velké naděje jsou proto vkládány adiaba
tického způsobu ukládání stlačeného vzduchu
(obr.
Obr. V současné době
jsou nejlepším řešením přečerpávací vodní
elektrárny (obr. jejím zákla-
dě šest partnerů z německého průmyslu
a výzkumu (společnosti RWE AG, General
Electric AG, Ed.) rozhodlo adiabatický akumulační sys-
tém ukládání stlačeného vzduchu společně
ověřit v rámci projektu ADELE (Adiabater
Druckluftspeicher für die Elektrizitätsvers-
orgung).
O zmíněný stav rozvodné sítě starají
vyrovnávací (akumulační) elektrárny s vel-
mi krátkou dobou náběhu, jejichž výkon lze
operativně měnit a přizpůsobovat aktuálním
podmínkám v rozvodné síti. Při odebírání chladného stlačeného vzdu-
chu z podzemního zásobníku naopak ener-
gie akumulátoru tepla využije k ohřátí stlače-
ného vzduchu teplotu potřebnou pro turbí-
nu. Tím bude
Ing. Při přebytku proudu v roz-
vodné síti mohutnými elektrickými čer-
padly přečerpávána voda potrubím horní
nádrže, obvykle kopci, odkud při zvý-
šené poptávce elektrickém proudu řízeně
vypouští spodní nádrže a přitom pohání
turbínu. Navíc k ohřevu stlačeného
vzduchu již není zapotřebí zemní plyn, a tím
se také současně snižují emise CO2
