Flexibilita elektrizačnej sústavy: úloha batérií, regulačných rezerv a cezhraničného trhu

Batériové úložiská dokážu veľmi rýchlo meniť výkon, a preto sú vhodné najmä na poskytovanie podporných služieb a vyrovnávanie krátkodobých odchýlok. Ich systémový prínos však neurčuje iba výkon v megawattoch, ale aj energetická kapacita, stav nabitia, trvanie zásahu a poloha v elektrizačnej sústave. Batérie predstavujú dôležitú súčasť flexibility, nie jej úplnú náhradu.

V júli 2026 uviedli Slovenské elektrárne v areáli bývalej elektrárne Nováky do prevádzky batériové úložisko s výkonom 36 MW a energetickou kapacitou 72 MWh. Lokalita, ktorá bola desaťročia spojená s výrobou elektriny z uhlia, tým získala novú funkciu. Namiesto primárnej výroby má poskytovať služby založené na akumulácii energie a rýchlej zmene výkonu.

Zariadenie pozostáva z dvoch častí s výkonmi 12 MW a 24 MW. Podľa Slovenských elektrární bude poskytovať predovšetkým zálohu na udržanie frekvencie a podieľať sa na stabilizácii elektrizačnej sústavy. Úložisko je pripojené do 110 kV siete s využitím existujúcich transformátorov a infraštruktúry bývalej elektrárne. Slovenské elektrárne – batériové úložisko v Novákoch

Parametre zariadenia sú dôležité, ale samy osebe ešte neurčujú jeho systémový význam. Výkon 36 MW vyjadruje maximálnu rýchlosť, akou môže úložisko elektrinu odoberať alebo dodávať. Energetická kapacita 72 MWh určuje množstvo energie, ktoré môže uchovať. Pri nepretržitom využívaní maximálneho výkonu by teda teoreticky dokázalo dodávať elektrinu približne dve hodiny.

Reálna prevádzka bude závisieť od využiteľného rozsahu nabitia, účinnosti, rezervovanej kapacity, požadovaného smeru regulácie a spôsobu zapojenia do trhu. Ak má byť časť výkonu nepretržite pripravená na zvýšenie aj zníženie dodávky, prevádzkovateľ zároveň nemôže batériu ľubovoľne nabiť alebo vybiť až po jej technické hranice.

Práve vzťah medzi výkonom, dostupnou energiou a časom odozvy určuje, akú potrebu elektrizačnej sústavy môže úložisko pokrývať. Zariadenie s vysokým výkonom môže byť veľmi účinné pri krátkodobej regulačnej odchýlke, no nemusí disponovať dostatočnou energiou na riešenie dlhšieho nedostatku.

Flexibilitu preto nemožno hodnotiť iba podľa veľkosti inštalovaného výkonu. Rozhodujúca je funkcia, ktorú má zariadenie v sústave plniť.

Prečo rastie význam flexibility

Elektrizačná sústava musí priebežne udržiavať rovnováhu medzi výrobou, spotrebou a cezhraničnými výmenami elektriny. Táto rovnováha sa mení v dôsledku odchýlok spotreby, neplánovaných výpadkov zdrojov, obchodných tokov aj premenlivého výkonu výrobných zariadení závislých od počasia.

Časť zmien možno predvídať a zahrnúť do prevádzkového plánovania. Iné vznikajú neočakávane. Ak dôjde k náhlemu výpadku veľkého výrobného bloku, chýbajúci výkon sa okamžite prejaví zmenou frekvencie v celej synchrónne prepojenej sústave. Reakcia musí prísť skôr, než možno obnoviť výrobu odstaveného zariadenia alebo zabezpečiť jeho dlhodobejšiu náhradu.

Schopnosť výrobných zdrojov, akumulačných zariadení a riaditeľnej spotreby meniť svoj výkon podľa aktuálnej potreby sústavy sa označuje ako flexibilita. Nejde však o jedinú technickú vlastnosť ani o samostatnú technológiu. Flexibilita predstavuje súbor rozdielnych schopností, ktoré sa uplatňujú v rôznych časových intervaloch a pri rôznych druhoch nerovnováhy.

Pri jej posudzovaní treba sledovať najmä:

• veľkosť dostupnej zmeny výkonu,
• rýchlosť aktivácie,
• čas, počas ktorého možno zmenu výkonu udržať,
• množstvo dostupnej energie,
• smer regulácie,
• aktuálnu prevádzkovú dostupnosť,
• polohu zariadenia v sústave,
• obmedzenia prenosovej a distribučnej siete,
• podmienky účasti na trhu s podpornými službami a regulačnou energiou.

Flexibilita preto nie je vlastnosťou zariadenia posudzovaného izolovane. Je výsledkom vzťahu medzi jeho technickými možnosťami a konkrétnou potrebou elektrizačnej sústavy.

Výpadok zdroja nemožno riešiť jediným druhom rezervy

Slovenská elektrizačná prenosová sústava vo svojej stratégii podporných služieb pre rok 2026 pracuje v kladnom smere s referenčným incidentom 512 MW. Ide o výpadok najväčšieho výrobného zariadenia pripojeného do prenosovej sústavy. SEPS – stratégia zabezpečenia podporných služieb na rok 2026

Takýto údaj však nemožno priamo porovnávať iba s výkonom jednej batérie alebo jedného druhu rezervy. Výpadok veľkého zdroja sa rieši viacerými mechanizmami, ktoré nastupujú podľa požadovanej rýchlosti reakcie, spôsobu aktivácie a času, počas ktorého majú nerovnováhu pokrývať.

Ako prvá sa aktivuje záloha na udržanie frekvencie (FCR). Ide o automatickú proporcionálnu reakciu na odchýlku frekvencie. Jej úlohou nie je obnoviť pôvodnú bilančnú pozíciu jednotlivých regulačných oblastí, ale zastaviť nepriaznivý vývoj frekvencie a stabilizovať synchrónnu oblasť.

Od roku 2026 sa celkový objem FCR pre synchrónnu oblasť kontinentálnej Európy zvýšil z 3 000 na 3 450 MW. Podiel určený pre Slovenskú elektrizačnú prenosovú sústavu sa zvýšil na 33 MW. Tento výkon nepredstavuje izolovanú slovenskú ochranu proti celému výpadku 512 MW. Je národným príspevkom do spoločnej reakcie prepojenej synchrónnej oblasti. SEPS – požiadavky na podporné služby v roku 2026

Po stabilizácii frekvencie nastupuje automaticky aktivovaná záloha na obnovenie frekvencie (aFRR). Riadi ju prevádzkovateľ prenosovej sústavy a priebežne upravuje výkon zapojených zariadení tak, aby sa obnovovala výkonová rovnováha príslušnej regulačnej oblasti.

Pri rozsiahlejšej alebo dlhšie trvajúcej odchýlke sa využíva manuálne aktivovaná záloha na obnovenie frekvencie (mFRR). Jej úlohou je nahradiť chýbajúci výkon, riešiť pretrvávajúcu nerovnováhu a postupne uvoľniť rýchlejšie regulačné zdroje pre prípad ďalšej udalosti.

Tieto rezervy teda nepredstavujú tri zameniteľné produkty. Tvoria nadväzujúce vrstvy riadenia elektrizačnej sústavy.

Úloha batériových úložísk

Batériové systémy na uskladňovanie energie (BESS) majú v systéme flexibility význam predovšetkým vďaka rýchlej a presne regulovateľnej zmene výkonu. Dokážu reagovať na regulačný signál a v krátkom čase prejsť z odberu elektriny do jej dodávky.

Ak batéria pred zásahom odoberala zo siete napríklad 20 MW a následne začne dodávať 20 MW, výsledná zmena jej pôsobenia na bilančnú pozíciu sústavy predstavuje 40 MW. Aj preto môžu mať akumulačné zariadenia pri regulácii väčší význam, než naznačuje jednoduchý pohľad na okamžitý dodávaný výkon. Takýto zásah je však možný iba vtedy, keď tomu zodpovedá technický režim zariadenia a aktuálny stav nabitia.

Schopnosť batérie zasiahnuť nemožno oddeliť od dostupnej energie. Batéria nie je primárnym zdrojom energie. Elektrinu odoberá v jednom časovom intervale a dodáva ju v inom. Rozsah jej zásahu je preto obmedzený:

• stavom nabitia,
• využiteľnou energetickou kapacitou,
• maximálnym nabíjacím a vybíjacím výkonom,
• stratami pri nabíjaní a vybíjaní,
• prevádzkovou stratégiou,
• požiadavkou na zachovanie rezervy pre ďalšiu aktiváciu.

Úložisko s výkonom 36 MW a energetickou kapacitou 72 MWh môže poskytovať rýchlu výkonovú reakciu a preklenúť krátkodobú nerovnováhu. Nemôže však samostatne a dlhodobo nahradiť výrobný blok s výkonom 512 MW.

Takéto porovnanie neznamená, že batéria je nedostatočná. Ukazuje, že regulačný zásah a dlhodobá náhrada výroby predstavujú dve rozdielne systémové úlohy.

Prečo nestačí porovnávať megawatty

Výkon udávaný v megawattoch vyjadruje okamžitú schopnosť zariadenia elektrinu vyrábať, odoberať alebo dodávať. Energia udávaná v megawatthodinách vyjadruje množstvo elektriny, ktoré možno v danom časovom období vyrobiť, spotrebovať alebo uskladniť.

Ak má batéria výkon 36 MW a využiteľnú energetickú kapacitu 72 MWh, pri maximálnom výkone by mohla teoreticky dodávať elektrinu dve hodiny. Pri výkone 18 MW by rovnaká zásoba energie teoreticky vystačila štyri hodiny.

Skutočná prevádzka nemusí využívať celú menovitú energetickú kapacitu. Časť môže zostať rezervovaná na reguláciu v opačnom smere, ochranu životnosti batérií alebo ďalšie obchodné a technické účely.

Dve úložiská s rovnakým výkonom preto nemusia mať rovnaký systémový význam. Batérie s výkonom 100 MW a energetickými kapacitami 100 MWh a 800 MWh dokážu v prvom okamihu poskytnúť rovnaký výkon. Prvá ho pri plnom zaťažení teoreticky udrží približne hodinu, druhá osem hodín.

Pre elektrizačnú sústavu predstavujú dve odlišné riešenia, hoci sa pri porovnaní založenom iba na megawattoch javia rovnako.

Stav nabitia je súčasťou dostupnosti

Menovitý výkon batérie ešte neznamená, že bude v každom okamihu dostupný v požadovanom smere. Vybitá batéria nemôže zvýšiť dodávku do siete a plne nabitá batéria nemôže dlhšie odoberať prebytočnú elektrinu.

Prevádzkovateľ preto musí stav nabitia priebežne riadiť podľa očakávaného využitia zariadenia. Ak má úložisko poskytovať reguláciu oboma smermi, potrebuje udržiavať takú úroveň nabitia, ktorá mu ponechá priestor na nabíjanie aj vybíjanie.

Prevádzka zároveň vytvára vlastnú spotrebu a energetické straty. Po regulačnom zásahu môže byť potrebné stav nabitia obnoviť. Tým vzniká ďalší odber alebo dodávka, ktorú treba začleniť do obchodného a prevádzkového plánovania.

Flexibilita batérie preto nie je daná iba jej technickým štítkom. Mení sa podľa jej aktuálneho prevádzkového stavu.

Flexibilita ako európsky trh

Slovenská elektrizačná sústava je súčasťou synchrónne prepojenej siete kontinentálnej Európy. Ak na Slovensku náhle vypadne veľký zdroj, zmena frekvencie sa neobmedzí na územie jednej krajiny. Prvotná reakcia sa rozdeľuje medzi poskytovateľov zálohy na udržanie frekvencie v celej synchrónnej oblasti.

Cezhraničná spolupráca pokračuje aj pri obnove výkonovej rovnováhy. Slovenská elektrizačná prenosová sústava sa 5. novembra 2024 pripojila k platforme PICASSO, ktorá zabezpečuje cezhraničnú výmenu regulačnej energie z automaticky aktivovanej zálohy na obnovenie frekvencie. Dňa 3. decembra 2024 sa pripojila k platforme MARI určenej na výmenu regulačnej energie z manuálne aktivovanej zálohy na obnovenie frekvencie. SEPS – platformy PICASSO a MARI

Prevádzkovateľ prenosovej sústavy tak môže pri aktivácii regulačnej energie využívať ponuky z väčšieho územia. Slovenskí poskytovatelia zároveň môžu byť prostredníctvom spoločných platforiem aktivovaní na riešenie nerovnováhy v inej zapojenej regulačnej oblasti.

Flexibilita sa tým mení z prevažne národne zabezpečovanej rezervy na súčasť regionálne optimalizovaného trhu s regulačnou energiou.

To môže zlepšovať využitie dostupných zdrojov a zvyšovať konkurenciu medzi poskytovateľmi. Neznamená to však, že sa národná potreba flexibility stráca. Mení sa spôsob, akým sa dostupná flexibilita obstaráva a aktivuje.

Dostupná flexibilita ešte nemusí byť použiteľná

Existencia voľnej elektrárne alebo nabitej batérie v zahraničí automaticky neznamená, že jej výkon možno bez obmedzenia dopraviť na Slovensko. Medzi miestom, kde sa flexibilita nachádza, a miestom, kde je potrebná, musí existovať dostupná prenosová cesta.

Cezhraničná prenosová kapacita závisí od aktuálneho zaťaženia vedení, rozloženia výroby a spotreby, plánovaných odstávok, bezpečnostných kritérií aj fyzikálneho rozdelenia tokov v prepojenej sieti. Obchodná dostupnosť regulačnej energie preto nie je totožná s jej technickou prenositeľnosťou.

Zahraničnú flexibilitu možno využiť iba vtedy, keď:

• je technicky a obchodne dostupná,
• existuje možnosť bezpečného prenosu jej výkonu,
• aktivácia neohrozí prevádzkovú bezpečnosť siete,
• a rovnaký zdroj nie je potrebný na riešenie naliehavejšej situácie v inej regulačnej oblasti.

Poloha flexibility je preto rovnako dôležitá ako jej výkon, trvanie a rýchlosť reakcie. Flexibilita dostupná na úrovni európskeho trhu nemusí byť vždy použiteľná na riešenie lokálneho sieťového obmedzenia.

Lokálna porucha a regionálny nedostatok

Cezhraničné prepojenie je účinné najmä vtedy, keď sa problémy v jednotlivých krajinách časovo neprekrývajú. Ak na Slovensku vypadne elektráreň a okolité sústavy majú dostatok rezervného výkonu aj prenosových možností, spoločný systém môže dôsledky udalosti rozložiť na väčšie územie.

Iná situácia nastane, keď nedostatok zasiahne viac krajín súčasne. Dlhšia bezveterná perióda, nízka výroba z fotovoltiky, vysoká spotreba, nepriaznivá hydrologická situácia alebo súčasné odstávky viacerých zdrojov môžu zvýšiť potrebu flexibility v celom regióne.

Vtedy jednotlivé krajiny nehľadajú rozdielne prebytky, ktoré by si mohli vymieňať. Uchádzajú sa o rovnaký obmedzený výkon a rovnakú zásobu energie.

Cezhraničné vedenia rozširujú priestor, v ktorom možno hľadať pomoc. Samy však nevytvárajú výkon ani energiu. Ak nedostatok vznikne na veľkom území, majú menej dostupných prebytkov, ktoré by mohli prenášať.

Prepojenie sústav preto znižuje dôsledky mnohých lokálnych udalostí, ale nemôže úplne nahradiť domáce zdroje, úložiská a riaditeľnú spotrebu dostupné aj počas regionálneho nedostatku.

Nie každá flexibilita rieši rovnaký problém

Batériové úložisko, prečerpávacia vodná elektráreň, plynový zdroj, jadrový blok, riaditeľný priemyselný odber a cezhraničný dovoz predstavujú rozdielne technické a prevádzkové možnosti.

Batéria môže reagovať mimoriadne rýchlo, jej zásah je však ohraničený uloženou energiou. Prečerpávacia elektráreň môže disponovať väčšou zásobou energie, ale jej využitie závisí od stavu nádrží a prevádzkových podmienok. Tepelný zdroj môže poskytovať výkon dlhšie, no jeho spustenie a zmena výkonu môžu byť pomalšie. Riaditeľná spotreba nevyrába elektrinu, ale dokáže dočasne znížiť alebo presunúť odber.

Ani stabilný výrobný zdroj a flexibilný zdroj nie sú totožné pojmy. Zariadenie môže dlhodobo vyrábať elektrinu, ale mať obmedzenú schopnosť rýchlej zmeny výkonu. Iné zariadenie môže reagovať veľmi rýchlo, no bez dostatočnej zásoby energie nedokáže výrobu nahrádzať počas dlhšieho obdobia.

Pre systémové posúdenie preto nestačí pýtať sa, ktorá technológia je flexibilná. Presnejšia otázka znie:

Akú konkrétnu potrebu sústavy dokáže daná technológia pokryť, v akom časovom horizonte a za akých podmienok?

Akú flexibilitu Slovensko potrebuje

Odolná elektrizačná sústava nemôže stavať na jedinom type zariadenia. Potrebuje kombináciu schopností, ktoré pokrývajú rozdielne časové horizonty a prevádzkové situácie:

• veľmi rýchlu reakciu na zmenu frekvencie,
• automatickú reguláciu priebežných odchýlok,
• rezervy schopné nahradiť väčší výpadok,
• dostatočnú zásobu energie na riešenie dlhšieho nedostatku,
• riaditeľnú spotrebu, ktorú možno bezpečne posunúť alebo obmedziť,
• výrobné zdroje dostupné aj počas regionálneho nedostatku,
• vnútroštátne a cezhraničné siete schopné dopraviť výkon na miesto potreby,
• koordinovaný európsky trh, ktorý umožňuje efektívnejšie využívať geografické rozdiely.

Batériové úložiská budú dôležitou súčasťou tejto skladby. Ich rast však nemožno automaticky zamieňať za vyriešenie flexibility celej sústavy. Každý projekt treba posudzovať podľa výkonu, energetickej kapacity, trvania zásahu, prevádzkovej dostupnosti, stavu nabitia, umiestnenia a konkrétnej služby, ktorú má poskytovať.

Úložisko v Novákoch je preto viac než nová energetická stavba. Ukazuje zmenu kritérií, podľa ktorých sa bude posudzovať význam jednotlivých zariadení. Elektrizačná sústava ich nebude hodnotiť iba podľa toho, koľko elektriny dokážu vyrobiť alebo uskladniť, ale aj podľa toho, kedy, ako rýchlo, v akom smere a ako dlho dokážu svoj výkon zmeniť.

Systémová hodnota technológie nevzniká z jej názvu ani z jedného technického parametra. Vzniká až vtedy, keď sa jej schopnosti stretnú s konkrétnou potrebou elektrizačnej sústavy.

A práve v tomto význame treba rozumieť flexibilite.