Vědci zjistili, jak sdílet elektřinu ze solárních panelů při hurikánech

Jestli se domníváte, že se během výpadku proudu můžete spolehnout na solární panely na své střeše, raději s tím moc nepočítejte. Pokud zůstáváte připojeni k síti, pak se z bezpečnostních důvodů vypínají i zařízení, která vaše panely ovládají. Jinými slovy, právě připojení k síti způsobuje to, že majitelé domů nemohou čerpat energii z vlastních obnovitelných zdrojů.

Tým inženýrů z Kalifornské univerzity v San Diegu to chce změnit. Vyvinul algoritmy, které by rodinným či bytovým domům dovolily během výpadků využívat a sdílet energii vytvořenou z obnovitelných zdrojů, a to tak, že by dokázaly ve vhodný okamžik odpojit zařízení zvané solární invertor od rozvodné sítě a umožnily vznik nové, nezávislé sítě ve skupině sousedících domů.

Tyto algoritmy dokážou fungovat i se stávajícími zařízeními, a měly by být schopny zlepšit spolehlivost systému o 25 až 35 procent. Vědci odhalili svůj výzkum na konferenci v Seattlu ve státě Washington.

„Poté, co hurikán Sandy v roce 2012 na východním pobřeží Spojených státu zasáhl oblasti s osmi milióny obyvatel a některé z nich připravil o elektřinu až na čtrnáct dnů, řekli jsme si, že je nutné změnit fungování obnovitelných zdrojů elektřiny v období výpadků,“ řekl Abdulelah H. Habib, autor studie a doktorand na Kalifornské univerzitě v San Diegu.

Už pár hodin bez proudu má drtivý dopad na produktivitu a zisky v celém regionu. V USA se s následky výpadků potýká každoročně sedm miliónů lidí a výpadky, které trvají déle než deset minut, podle autorů studie stojí víc než 80 miliard dolarů.

Základem je schopnost řídit během výpadků distribuci energie z obnovitelných zdrojů. Rovnice bere v úvahu očekávanou výrobu solární a větrné energie, stejně jako to, kolik je k dispozici úložišť energie, a to například včetně baterií elektromobilů. Tyto informace, stejně jako předpokládaná spotřeba obyvatel i množství energie, kterou dokážou vyprodukovat, jsou také součástí výpočtu.

Algoritmus by se dal naprogramovat i tak, aby dával přednost různým funkcím podle konkrétních parametrů. Například by bylo možné během výpadků upřednostňovat zákazníky, kteří jsou ochotni zaplatit za elektřinu víc než ostatní. Nebo, což je ještě důležitější, by systém mohl nadřadit ty, kteří elektřinu prostě více potřebují, jelikož například používají nějaké zdravotnické přístroje atd.

Vědci se snažili zjistit, jaký typ úložiště by s jejich algoritmem nejlépe fungoval. Optimální by bylo mít skladovací kapacitu v každém jednotlivém domě, ale zákazníci dávají přednost sdílení úložišť, které celý systém výrazně zlevňují.

„Domy, které jsou propojené, během výpadků odolávají daleko lépe,“ řekl pro web Eurekalert Raymond de Callafon, profesor na Kalifornské univerzitě v San Diegu a spoluautor studie. „Také tolik nereagují na kolísání cen. Dokážou dobře sdílet zdroje, z čehož mají prospěch všichni zúčastnění.“

Algoritmus funguje se současnými technologiemi, ale každý dům musí být navíc vybaven jističi, které je možné ovládat na dálku - a ty zatím nejsou úplně rozšířené. Do jednotlivých zařízení by také bylo třeba stáhnout pokročilé komunikační metody, které by jim v rámci blízkého okolí umožňovaly vzájemnou komunikaci.

Všechny domy se solárními panely jsou vybaveny takzvanými invertory, které stejnosměrný proud generovaný v panelech přeměňují na střídavý, který probíhá v síti. Tato zařízení takzvaně „jdou s proudem“, protože se mohou pouze připojit do sítě. Aby bylo možné propojit skupinu domů, musí být každý z nich vybaven invertorem, které „tvoří proud“, takže je možné je propojit s podobnými zařízeními v okolních domech.

Nyní bude potřeba prokázat, že je systém v laboratorních podmínkách spolehlivý. Dál by se musely změnit celonárodní regulace a pravidla. Ve většině států totiž nemůžou jednotliví majitelé solárních panelů prodávat energii přímo ostatním. Než se ale legislativa změní, mohl by nový systém prospět zejména podnikatelům, kteří potřebují nepřetržitý přísun energie a nemají záložní generátor.