Ekstremno visoke temperature, dolgotrajne suše in nizki vodostaji rek vplivajo tudi na proizvodnjo električne energije. Takšne razmere kažejo, kako pomemben je raznolik in prilagodljiv elektroenergetski sistem, v katerem imajo pomembno vlogo tudi hranilniki energije.
Podnebne in vremenske razmere vse izraziteje vplivajo na delovanje elektroenergetskih sistemov. Zaradi manjših pretokov se lahko zmanjša proizvodnja hidroelektrarn, visoke temperature in omejena razpoložljivost vode za hlajenje pa lahko vplivajo tudi na obratovanje jedrskih in termoelektrarn.
Hkrati se med vročinskimi valovi zaradi intenzivnejšega hlajenja povečuje poraba električne energije. Elektroenergetski sistem je tako lahko obremenjen z dveh strani: proizvodnja nekaterih elektrarn se zmanjša prav v času, ko se potrebe po električni energiji povečujejo.
Vsi energetski viri niso enako odvisni od vremena
Proizvodnja sončnih elektrarn je odvisna od osončenosti, vetrnih od hitrosti vetra, hidroelektrarn pa od razpoložljivosti vode. Zanesljiv elektroenergetski sistem zato ne more temeljiti zgolj na enem viru, temveč potrebuje ustrezno kombinacijo proizvodnih virov, zmogljivo prenosno omrežje, povezovanje s sosednjimi sistemi, prilagajanje porabe in hranilnike energije.
Hranilniki omogočajo, da energijo shranimo takrat, ko je je v sistemu dovolj, ter jo uporabimo v obdobjih povečane porabe oziroma zmanjšane proizvodnje. Med tehnologije za shranjevanje velikih količin energije sodijo tudi črpalne hidroelektrarne.
Črpalna hidroelektrarna kot velik hranilnik energije
Črpalna hidroelektrarna deluje drugače kot pretočna hidroelektrarna. Njena glavna naloga ni stalna proizvodnja električne energije iz trenutnega pretoka reke, temveč shranjevanje energije.
Ko je električne energije v sistemu dovolj oziroma nastajajo presežki, jo uporabi za črpanje vode iz spodnjega v višje ležeči bazen. Ob povečanih potrebah voda steče nazaj skozi turbine, proizvedena električna energija pa se vrne v omrežje.
ČHE tako deluje podobno kot velika baterija: električno energijo s črpanjem pretvori v potencialno energijo vode in jo pozneje – ob upoštevanju izgub pri pretvorbi – ponovno vrne v sistem. S tem omogoča tudi učinkovitejše vključevanje sončnih in vetrnih elektrarn, saj lahko njihovo energijo, proizvedeno v času presežkov, shranimo za poznejšo uporabo.
Kaj to pomeni za ČHE Kozjak?
ČHE Kozjak bo vodo izmenično črpala med spodnjo akumulacijo HE Fala in zgornjim bazenom na Kolarjevem vrhu. V času presežkov električne energije bo vodo črpala v zgornji bazen, ob povečanih potrebah pa jo bo skozi turbine spuščala nazaj proti spodnjemu bazenu in energijo vračala v omrežje.
Za razliko od pretočnih hidroelektrarn njeno obratovanje ne bo temeljilo na trenutnem naravnem pretoku Drave, temveč na kroženju vode med spodnjo in zgornjo akumulacijo. Zato bo lahko tudi v obdobjih nizkih vodostajev, zmanjšanih pretokov in dolgotrajne suše pomembno prispevala k stabilnosti elektroenergetskega sistema, ko je proizvodnja pretočnih hidroelektrarn manjša.
Obratovanje bo potekalo v okviru dovoljenih kot akumulacije ter ob upoštevanju delovanja celotne verige hidroelektrarn na Dravi in vseh predpisanih okoljskih ter obratovalnih pogojev.
Pri nadaljnjem projektiranju bodo upoštevani posodobljeni hidrološki podatki, vplivi podnebnih sprememb ter različni scenariji ekstremnih vremenskih razmer. V okviru presoje vplivov na okolje bodo obravnavani tudi vplivi obratovanja na vodostaj in vodni režim, kakovost in temperaturo vode ter vodne organizme. Na podlagi strokovnih analiz bodo določeni pogoji za varno obratovanje ob hkratnem varovanju vodnega okolja.
Stabilnost omrežja ni le vprašanje količine energije
Za zanesljivo oskrbo ni pomembno le, da je električne energije dovolj. Elektroenergetski sistem mora ves čas ohranjati ustrezno frekvenco in napetost ter se ob nenadnih spremembah v proizvodnji ali porabi hitro ponovno uravnotežiti. To postaja ob vse večjem deležu vremensko odvisnih virov še pomembnejše.
Na pomen ustreznega uravnavanja je opozoril tudi razpad elektroenergetskega sistema na Iberskem polotoku aprila 2025. Preiskava je pokazala, da je bil dogodek posledica kombinacije več dejavnikov, med drugim pomanjkljivosti pri uravnavanju napetosti in jalove moči, hitrih zmanjšanj proizvodnje ter zaporednih izklopov proizvodnih naprav.
ČHE Kozjak bo lahko hitro prilagajala svojo moč ter pomagala pri uravnavanju frekvence in napetosti. Njena dejanska vloga bo odvisna od izbrane tehnologije, načina obratovanja ter zahtev sistemskega operaterja.
Pri načrtovanju in priključevanju na omrežje bo morala izpolnjevati tudi zahteve evropskega omrežnega kodeksa NC RfG glede odzivanja na spremembe frekvence in napetosti, delovanja ob motnjah ter podpore stabilnosti omrežja. Te zahteve so pomembne tako med proizvodnjo električne energije kot med črpanjem vode v zgornji akumulacijski bazen.
Pomemben del odpornejšega energetskega sistema
Črpalne hidroelektrarne ne morejo preprečiti suše ali povečati naravnih pretokov rek, lahko pa zmanjšajo posledice nihanj v proizvodnji in porabi električne energije. Ker delovanje ČHE Kozjak ne bo odvisno od trenutnega pretoka Drave in vsakokratnih vremenskih razmer, bo lahko prav v obdobjih nizkih vodostajev, zmanjšanih pretokov in drugih zahtevnih razmer pomembno prispevala k stabilnejšemu delovanju elektroenergetskega sistema ter zanesljivejši oskrbi z električno energijo.
