Stovky tisíc korun ročně, v extrémních případech i miliony korun během okamžiku, mohou činit ztráty průmyslových podniků způsobených v důsledku i nepatrných (velmi krátkodobých) výpadků elektřiny. Řada českých firem však přesto není proti těmto výpadkům, poryvům v síti, často navíc způsobených i vlastní technikou (např. rozběhem výkonných točivých strojů) dostatečně chráněná. Průmyslová výroba bývá náchylná i na sebemenší odchylky. Pouhý mikrovýpadek elektrického proudu tak může často vyvolat potřebu servisního zásahu, či dokonce výraznějších oprav výrobní linky, poškození nástrojů i výsledných produktů. „Když pracujete s přesností na setiny milimetru a vrták se náhle zastaví v poloze, kde už být nemá, hrozí potíže a růst nákladů na opravy,“ říká Lubomír Pavelka, ředitel společnosti GR8Volt, která se věnuje inovativní energetice. Jejím nejnovějším dokončeným projektem je instalace chytrých technologií v českém strojírenském podniku Neufe.
Stačí pár milisekund
Značné škody tedy může zapříčinit pouhá chvilka, během které přestane do stroje proudit elektřina. Např. v případě vrtacího stroje může dojít ke zlomení vrtáku i v ceně několika stovek tisíc Kč. Škody může mikrovýpadek pochopitelně nadělat i u jiných výrobních strojů, zvláště pak, jsou-li na sebe na lince navázány a při vypnutí proudu dojde k chaosu. Finanční vliv se může značně lišit – záleží na velikosti výroby, používaných materiálech a druhu výroby. Podle odhadů expertů ze společnosti GR8Volt přijdou těmito mikrovýpadky tuzemské firmy o stovky tisíc korun za rok. Jediný výpadek v nevhodný okamžik může ovšem přijít i na miliony korun, které je třeba investovat do oprav výrobních strojů a nahrazení zmetkové produkce. „Řada zařízení dokáže krátkodobé poklesy či přerušení překlenout s akceptovatelnou změnou funkce či s přirozenou nebo i automatickou obnovou řádné funkce. Pokud jsou však v průmyslu použity v procesním souboru se zařízením, které je méně odolné či po výpadku vyžaduje zásah operátora, způsobí tento slabý článek přerušení celého vázaného výrobního procesu,“ uvedl profesor Jiří Drápela z Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně pro server Businessinfo.cz a dodal: „Typicky se to týká automatizovaných a robotizovaných procesů výroby s elektronickými silovými a řídicími systémy, včetně například reléových a pohonných jednotek. Skutečností je, že novější celky s moderní automatizací a případně robotizací výroby jsou na přerušení výroby v důsledku napěťové události více citlivé. V tomto ohledu patří mezi nejzranitelnější například automobilový či mikroelektronický průmysl. Finanční ztráty způsobené každým jednotlivým přerušením výroby jsou potom ve velmi širokém rozpětí od tisíců až po miliony korun.“
Ztráty jsou nemalé
Konkrétním příkladem je výpadek proudu v korejské továrně v roce 2018. Ten podle dostupných dat zničil 11 % měsíční produkce flashových pamětí společnosti Samsung (asi 3,5 % celosvětové produkce). Škoda se tehdy vyšplhala na více než 43 milionů USD. Podobné zkušenosti hlásí i řada výrobních firem, které naše redakce oslovila v malém průzkumu, škody způsobené mikrovýpadky každoročně evidovala i zmíněná česká firma Neufe. U ní konkrétně šlo o statisícové škody, k nimž před přijetím vhodných opatření docházelo například při výrobních procesech prováděných na horizontálních vyvrtávačkách a frézách. Dlužno dodat, že finanční ztráty navíc nemusí plynout jen z poruch, které do firmy přináší vnější rozvodná soustava, firmám totiž hrozí i finanční postihy za výkyvy, které do sítě naopak přenášejí oni sami v roli spotřebitelů vlivem své výroby. Nehledě na to, že mikrovýpadky a nebezpečné výkyvy v rámci vnitřní sítě může provozem svých zařízení způsobovat i firma sama sobě. I z těchto důvodů je tedy více než přínosná vnitřní stabilizace sítě.
Existují chytrá řešení
Řešení, schopná těmto a dalším škodám zabránit, jsou přitom na trhu dostupná desítky let a s trendem budování akumulátorových úložišť i chytrých technologií a sítí jejich přínosy, možnosti a schopnosti ještě posilují. „Obranu proti těmto scénářům nabízí inovativní energetika, která díky spojení bateriových úložišť a chytrého systému řízení zajistí nepřerušenou dodávku elektrické energie. Systém dokáže pokrýt i případné několikahodinové výpadky elektřiny. Neplní přitom pouze funkci ochrannou, ale díky použití více zdrojů energie a zapojení pokročilých algoritmů pomáhá klientům i zlepšit ekonomické fungování firmy,“ popisuje Lubomír Pavelka, ředitel společnosti GR8Volt. „Systém samozřejmě zajišťuje ko-rektní chování i do vnější sítě. Je tak možné řídit například výkyvy činné energie nebo kompenzovat jalovinu,“ dodává na dotaz Technického týdeníku Antonín Škapa, zakladatel společností GR8Volt a Energy Power Solutions.
Proti mikrovýpadkům i blackoutu
Nejčerstvější instalace bateriového úložiště s řídicím systémem a solární elektrárnou proběhla nedávno ve strojírenské firmě Neufe sídlící na Vysočině. Ta se specializuje na výrobu ocelových konstrukcí, smaltovaných zařízení a obrábění kovů a její výrobky musí splňovat ty nejpřísnější požadavky na přesnost a kvalitu. Instalovaný systém poskytuje energetickou soběstačnost v případě blackoutu a zároveň automaticky rozhoduje, ve kterém momentě je nejlepší elektřinu do baterií ukládat. Do úvahy vkládá například i předpověď počasí. Zároveň dokáže bez lidské pomoci elektřinu prodat na energetické burze, ve chvíli, kdy zjistí nejlepší cenu. „Systém sám vyhodnotí, kdy je nejlepší baterie dobít do plna, či kdy se naopak spolehnout na proud ze solárních panelů, protože se čekají slunečné dny. Na základě predikce počasí a cen na burze dokáže systém říci, kdy je nejvhodnější pustit výrobní pec, aby se zakázka do určitého data stihla vyrobit,“ popisuje instalované řešení Lubomír Pavelka z GR8Volt. „Vnímáme, že přání zákazníků stále výrazněji směřují k efektivitě a udržitelnosti. Čím dál více preferují řešení, která přispívají ke snižování uhlíkové stopy. Zároveň ale hledají model, který jim poskytne dlouhodobé ekonomické úspory. Díky snižování cen bateriových článků můžeme našim zákazníkům nabídnout nižší ceny zařízení, což zlepšuje návratnost investic,“ komentuje situaci na trhu Antonín Škapa.
Jak to funguje
Jak už jsme uvedli, řešení založená na bateriích, filtrech a principu dvojité konverze (tedy AC/DC/AC) existují již desítky let a využívá je celá řada UPS, tedy nepřerušitelných zdrojů napájení. Tady není potřeba objevovat Ameriku. Inovativnost technologie instalované v Neufe ovšem spočívá v tom, že systém umí řídit nezávisle na sobě oba výkonové konce a je postaven z komponent používaných pro grid-scale baterie, u nichž je očekávána dlouhodobá životnost. Lze tak například ve směru do sítě kompenzovat jalovinu nebo se zapojit do agregačního bloku pro poskytování SVR (služeb výkonové rovnováhy) či dělat peak-shaving [omezování špiček zatížení může velkoodběratelům ušetřit značné náklady — pozn. red.], obchodovat na spotu atd. Ve vnitřní síti jsou zapojeny kogenerativní jednotky, fotovoltaické panely či aktivní zátěž (konkrétně akumulační nádoba o celkovém objemu 12 000 l a příkonu 150 kW). Baterie má celkem široké limity SOC [state of charge — úroveň nabití vztažená ke kapacitě — pozn. red.] pro provozování při zachování potřebné zálohy. Továrna tak na jednom hardwaru, který používá pro svou zálohu, může provádět množství dalších scénářů. V reálu si tak na sebe celý systém může velice rychle vydělat nejen prostřednictvím zamezení ztrát, ale i dalšími službami. /Michael Málek/
