Výkon bez odpočinku i při blackoutu

Economically efficient battery storage (BESS) needs to provide unlimited repeating of intensive microcycles without the need to rest. In an interview with Jiří Janda of LTW Battery, we discuss key facets of optimal BESS configuration and the role of “no resting, unlimited repeating” in managing the July 4 blackout in Czechia.

V čísle 1/2025 jste zmínil, že frekvence užití bateriových systémů pro akumulaci elektrické energie (BSAE) může klidně dosáhnout sto cyklů za den, které netrvají více než pár minut. Dochází k takto intenzivnímu provozu BSAE již dnes?

Konfigurace úložiště dnes vzhledem k turbulentním cenovým výkyvům musí být orientovaná na co nejdynamičtější příjem i výdej energie. Základem finanční efektivity BSAE jsou často mělké mikrocykly, které řídící jednotka bateriového článku (Battery Management System, BMS) přepočítává na plné cykly, jejichž počet je zásadní z hlediska záruky na technologii.

Například 100 mikrocyklů může být v BMS přepočítáno na 3 plné cykly. To je CRindex, při kterém budou low-cost technologie trpět výpadky způsobenými nepravidelnými požadavky na teplotní stabilizaci, což se samozřejmě negativně propíše do nezrealizovaných obchodů [viz PRO-ENERGY 2/2025, pozn. red.]. Sto či více mikrocyklů přitom není žádné sci-fi a s připojením do mezinárodní platformy ALPACA se stane novým standardem. Požadavky na výkonovou dostupnost BSAE tak budou dále růst.

Jak přepočítávání cyklů funguje? Není snad cyklus jednotným parametrem?

Je i není. Z výrobní linky výrobce sjíždí bateriový článek s konkrétními fyzikálně-chemickými parametry, které jasně definují, v jakém prostředí a výkonu může fungovat v rámci provozu řízeného BMS a hlavní řídící jednotkou EMS (Energy Management System). Těmto papírovým kritériím ale bateriové články nejsou vždy schopné dostát. Každého investora by proto měla zajímat degradační křivka technologie při 3–4 cyklech a to, zda systém disponuje technologií podporující „no resting, unlimited repeating“, tedy nekonečné cyklování bez potřeby odpočinku. Pokud ne, investor bude čelit problému výkonové nedostupnosti svého BSAE.

Jak mikrocykly vstupují do provozu BSAE?

Snad nejsrozumitelněji lze problematiku mikrocyklů ilustrovat na příkladu elektrických vozidel. Nejznámější značka elektromobilů nabízí klientům záruku na 500 cyklů, resp. 190–240 tisíc ujetých kilometrů. To znamená, že jeden cyklus má odpovídat přibližně 400 kilometrům. Ve skutečnosti ale auto cykluje každým zrychlením i bržděním a za životnost baterie absolvuje až 20 000 mikrocyklů, které musí BMS uřídit, aby eliminovala riziko výpadku. Žádný majitel elektroauta přeci nechce při cestě Praha–Brno absolvovat hodinovou pauzu na chlazení. Stejnou logiku používání je nutné uplatnit i u BSAE: v jejím provozu je třeba minimalizovat čas strávený chlazením, které se rovná odpočinku a výkonové nedostupnosti.

Je při provozu založeném především na mělkých mikrocyklech podstatnou veličinou úroveň nabití?

Základním stavebním kamenem provozu BSAE musí být jeho dostupnost, pro jejíž maximalizaci je třeba dosáhnout harmonie mezi cyklováním a úrovní nabití. S nárůstem počtu mikrocyklů kvadraticky roste teplota článků, která posléze limituje výkon BSAE. Proto se dříve požadoval poměr mezi výkonem a využitelnou kapacitou (C-rate) 0,5 C, nyní je standardem hodnota 0,3–0,4 C, která zajišťuje vyšší výkonovou dostupnost.

Zda bude BSAE nabito z 50 % nebo 80 % závisí na strategii agregátora. Provozovatele musí zajímat jediné: být pořád „ready to go“. Pokud totiž bude jeho BSAE potřebovat odpočinek, začne se propadat agregační nabídkou do bažiny nenávratných investic, které nedosahují optimální ekonomické rovnice efektivity [ERE, viz PRO-ENERGY 1/2025, pozn. red.].

Zároveň by měl každý investor hledět na nabízenou záruku, která by měla dosahovat alespoň 20 let při dvou plných cyklech denně.

Při volbě C-rate je dnes tedy kladen menší důraz na výši plného výkonu?

Dříve se za ideální poměr považovalo rozmezí 1:1 až 1:2, dnes spíše 1:2,8 až 1:3,4. Do budoucna předvídám tendenci kopírovat americkou energetiku, kde se v současnosti realizují projekty s poměrem okolo 0,18 C, tzn. 1 MWh kapacity na 180 kW výkonu. Jen tak bude rozvoj BSAE moci kopírovat masivní rozvoj obnovitelných zdrojů, což je nutné, má-li ekonomika disponovat „levnou“ energií. A pozor: po 150 cyklech nelze žádné BSAE libovolně rozšiřovat jinak než jeho kompletní rekonfigurací, což je opět v rozporu s ERE.

Jaké poměry navrhujete u Vašich projektů?

Snažíme se klientům navrhovat systémy s důrazem na optimální ERE. Zatím největší BSAE jsme ve spolupráci se společnostmi Siemens a LG konfigurovali na 12 MW/29,4 MWh, respektive 0,4 C pro výkon a 0,34 C pro příkon – z důvodu omezené (10 MW) kapacity distribuční soustavy. Jádrem správné konfigurace BSAE je ale vždy frekvence používání.

Jak „chytré“ musí BSAE být, aby bylo možné jej optimálně provozovat?

Každé BSAE musí být řízené jednotkou EMS, umožňující online komunikaci s agregátorem, společností ČEPS i majitelem. Rychlost protokolu zaznamenávaných informací musí dosahovat méně než 1 sekundu, informace je navíc nutné ukládat a zálohovat pro potřeby zpětné analýzy v případě výpadku technologie. Systém je tedy plně monitorován v režimu 24/7/365 – jde o výrobní prostředek, nikoliv ludibrium.

Zmínil jste BSAE s výkonem 12 MW a kapacitou 29,4 MWh, které nedávno získalo certifikaci pro poskytování SVR. Jaká zásadní rozhodnutí jste při konfiguraci a realizaci projektu museli učinit?

Těch rozhodnutí bylo moc a vydala by na celý článek. Zcela nejzásadnější volbou ale bylo, s jakou rezervou a na jak dlouho investor zamýšlí tuto investici realizovat. Následně vyplynul základní požadavek na C-rate kolem 0,4 a investiční horizont zhruba 20 let. Tomu odpovídá výsledek, který díky technologické souhře LG a Siemens obnáší také možnost až dvacetileté vymahatelné záruky.

Víte, jaké objemy SVR toto úložiště běžně poskytuje? Kolikrát za den jej společnost ČEPS v průměru aktivuje?

Detailní odpověď by poskytl agregátor, který eviduje informace o provozu v sekundových krocích, jak to vyžaduje společnost ČEPS. Z mého pohledu je ale nejvýmluvnější Obrázek č. 1, na kterém je jasně vidět, že 4. července 2025 poskytovalo BSAE celé dopoledne SVR a při následném blackoutu baterie bez jakéhokoli zaváhání šlapala, aniž by potřebovala odpočívat či snižovat svůj výkon. Pohled na tolik minut plného výkonu snad řekne více než tisíc slov.

Obrázek č. 1: Křivka výkonu BSAE 12 MW/29,4 MWh během blackoutu 4. července 2025

Zdroj: LTW Battery

Je z technologického hlediska možné a vhodné kombinovat v jednom dni poskytování SVR s provozováním cenové arbitráže na krátkodobých trzích?

Za využití BSAE konfigurovaného pro „no resting, unlimited repeating“ s technologiemi LG a Siemens nebo PowerElectronics to technicky možné je – a to vždy. Výsledná kombinace obchodních strategií je ale volbou agregátora.

V květnu jste představili také novou řídící jednotku FBGF, která má investorům zajistit nepřetržité a bezpečné fungování i v případě výpadku sítě. Jak jednotka FBGF funguje?

Název Full Backup Grid Forming, který se za zkratkou skrývá, vychází z hlavní funkcionality BSAE. Řídící jednotka FBGF se stará o výkonovou část bateriového úložiště a umožňuje investorům získat 100% energetickou zálohu svého provozu a skloubit tak veškeré benefity využívání BSAE – optimální ERE a eliminaci blackoutů.

O DOTAZOVANÉM

Jiří Janda je obchodní ředitel společnosti LTW Battery, která od roku 2012 soustavně tvoří autonomní energetické systémy pro strategické partnery, což vyústilo ve strategickou spolupráci s LG Energy Solution pro rozvoj BSAE na česko-slovenském energetickém trhu s důrazem na výkon s durabilitou.