Tma, zlost, nadávky, zavřené obchody a benzinky. Zima v baráku, neteče teplá voda. Co to způsobilo? Nejde elektřina!
Když vypadne elektrický proud večer, tak máme zkaženou pohodu u TV seriálu a potmě hledáme baterku, svíčku, sirky. To známe, to by ještě nebylo tak hrozné. Však oni to za chvíli nahodí. Může to být i romantika. V zimě je to už horší - vypne plynový kotel, topení za chvíli vystydne, neteče ani teplá voda. Přes den se můžeme těšit na dopravní zácpy - nejdou semafory. Pár nešťastníků uvízne ve výtahu. Do supermarketu nás nepustí, u benzínky nenatankujeme....Ano, většinou to za několik minut nebo desítek minut zase zapnou, protože příčinou byla nějaká menší technická porucha (přetržený drát, vypadnutý jistič, spálená pojistka). Opraví to, nebo proud přivedou jinudy. Ale co když to nenahodí? I to může teoreticky nastat. Při rozpadu energetické soustavy se mohou celé regiony ponořit do elektrické tmy, BLACKOUTU (black out = tma venku). Elektřinu není odkud přivést. Obnova pak zabere hodiny a desítky hodin.
Princip je v tom, že v každém okamžiku musí být v síti dodávka elektrické energie stejná jako její odběr. Jak se mění spotřeba, tak musí energetici upravovat výrobu. Udržují určitou rezervu výkonu na rychle startujících (vodních) zdrojích a některé elektrárny nechají jet se sníženým výkonem, aby mohly regulovat nahoru i dolů. Pokud je rezerva vyčerpána, nezbývá, než odepínat některé odběratele nebo i celé trasy a území, aby se zachránil alespoň zbytek soustavy. Protože se poruchy v síti šíří velmi rychle, tak jsou první vteřiny a minuty na automatických regulátorech. Odolnost sítí proti poruchám závisí hlavně na velkých zdrojích a jejich regulačních schopnostech. Třebíčský region je z tohoto pohledu velmi důležitým, protože elektrárna Dukovany tvoří spolu s rozvodnou Slavětice a přečerpávací vodní elektrárnou Dalešice - Mohelno velevýznamný pilíř energetické soustavy ČR.
Dukovany v současné době prochází rozsáhlou modernizací. Instalují se nové elektronické systémy, zkracují se plánované odstávky, zvyšuje se účinnost. Výkon vzroste z původních 1760 na 2000 MW. Tento dlouhodobě největší a nejlevnější zdroj el. energie v ČR pokrývá cca 20% veškeré spotřeby. Výrobní náklady na 1 kWh jsou 0,60 Kč. Z původních cca 13 TWh roční výroby, dosáhne od roku 2013 výrobu 16 TWh (JE Temelín „pouze" 15 TWh). Mezinárodní organizace řadí JE Dukovany mezi 20% nejlépe provozovaných jaderek světa. V oblasti radiační ochrany je to absolutní špička.
Obr.1
Jaderná elektrárna Dukovany má svým obrovským výkonem a regulačními schopnostmi velký přínos pro stabilitu energetické soustavy ČR. (foto: archív EDU)
Na hraně kolapsu Dukovany pomohly
25. července 2006 ráno bylo z důvodu požáru u rozvodny Divača vypnuto elektrické vedení 400 kV mezi Slovinskem a Itálií. Ostatní přenosové trasy však nestačily pobrat množství proudu, který Itálie dováží, byly přetíženy a některé ve Slovinsku a Rakousku musely být rovněž vypnuty. Dodávka do Itálie tím byla omezena a současně nastal přebytek v zemích střední Evropy. Porušení bilance (přebytek) vyvolal nárůst frekvence soustavy. V České republice došlo k výpadku a vynucenému vypnutí několika linek. Hrozil kolaps sítě a následné stavy BLACKOUT. ČR vyhlásila STAV NOUZE. Bylo potřeba odlehčit stovky megawatt. A právě zde sehrálo svoji regulační roli osm obrovských dukovanských turbín. Automaticky začaly snižovat a následně stabilizovat výkon a frekvenci. Dukovany obstály a pomohly síť zachránit. Všechny turbíny zůstaly v provozu a také při následné obnově (propojení) soustavy poskytly potřebný výkon.
Uvedený příklad poruchy evropské sítě není jediným v nedávné historii. Vzhledem k rostoucí napjatosti kapacit přenosové soustavy lze i do budoucna očekávat poruchové stavy. Stabilizační význam Dukovan v síti ČR tedy klesat nebude.
Obr.2
Přečerpávací vodní elektrárna Dalešice - Mohelno se může pochlubit certifikovanou schopností startu ze tmy (BLACKSTART). (foto: archív EDU)
Čtyři reverzní Francisovy turbíny, každá o výkonu 120 MW polykají vodu z nádrže Dalešice. Hráz nádrže Mohelno ukrývá dvě Kaplanovy turbíny - 1,2 a 0,6 MW. Společně pak tvoří důležitý regulační prvek v soustavě a také velmi cenný startovací zdroj pro případ BLACKOUTU.
Zatímco menší mohelnská turbína 1,2 MW pracuje průtočně, tak velké dalešické stroje plní nejen roli výrobní, ale především regulační. Kdyby to všechny čtyři mašiny rozjely naplno, tak by hladina Dalešické přehrady klesala „před očima" - za pár hodin o několik metrů.
Posláním je tedy přes den, kdy je elektřina nejvíce potřeba, vodu vypouštět a v noci, když je přebytek v síti, ji zase čerpat zpět z nádrže Mohelno. Kromě toho zůstává některá turbína v pohotovosti pro rychlý start, v případě výpadku jiného zdroje soustavy. Na maximální výkon se dostane za minutu!
Dukovany, Dalešice, Slavětice jsou něco jako Dlouhý, Široký a Bystrozraký - když je to potřeba, společně zvládnou téměř vše.
Schopnosti vodního díla Dalešice - Mohelno a schopnosti Dukovan výborně propojuje rozvodna Slavětice. Tvoří vysokonapěťový uzel, s dálkovým ovládáním z Brna (dispečink E.ON 110 kV) a z Ostravy (dispečink ČEPS 400 kV) a přenáší výkon celých Dukovan a Dalešic do ostatní sítě. Zde se stýkají trasy z Moravy, Čech, Slovenska a Rakouska.
Jakou roli by hrál třebíčský energetický region při BLACKOUTU sítě ČR?
Při kolapsu sítě se soustava nejprve rozpadá na oddělené části - OSTROVY. Jednotlivé ostrovy se snaží vyrovnat výrobu a spotřebu, stabilizovat napětí a frekvenci. Pokud se to nepodaří, zmenšují svoji velikost, až do úplného vypnutí. Pokud není možno přivést elektřinu zvenčí a obnovit napětí, tak mluvíme o stavu BLACKOUT. Cesta ven z BLACKOUTU vede potom přesně opačně. Nějaký silný a stabilní zdroj vytvoří ostrov a ten se postupně rozšiřuje a potom se spojuje (sfázuje) s dalšími ostrovy. V takových situacích je právě nejcennější mít ten stabilní a silný zdroj, který dokáže ze tmy rozsvítit síť. Vodní dílo Dalešice - Mohelno bylo první v ČR, které tuto schopnost prokázalo (certifikací podpůrné služby „BLACKSTART"). Turbína 1,2 MW Mohelno podá napájení pro rozjezd velkého stroje 120 MW na Dalešicích. Proud z Dalešic se propojí přes rozvodnu Slavětice do Dukovan. Dukovany s podaným napájením z Dalešic splní podmínku bezpečné dodávky do vnější sítě a dokážou postupně obnovit napájení na velké části území ČR.
Takovýmto špičkovým energetickým komplexem se nemůže pochlubit každý region. Pětadvacet let provozu Atomové katedrály však uplynulo stejně rychle, jako voda v řece Jihlavě přes nádrž Dalešice a Mohelno a některé skupiny energetiků už vyhlížejí svůj odchod do důchodu. Najde se dostatek mladých pro další provoz? To je další výzva pro Třebíčsko!
Ing. Libor Fejta