Jak funguje virtuální elektrárna s solárními panely a akumulátorem?

Stále více domácností vyrábí elektřinu pomocí solárních panelů a ukládá ji do akumulátorů, avšak tyto malé systémy samy o sobě mají v rámci celé elektrizační soustavy jen zanedbatelný význam. Virtuální elektrárna (anglicky Virtual Power Plant, zkráceně VPP) pomocí softwaru propojuje mnoho decentralizovaných výrobců, akumulátorů a spotřebitelů, takže vůči síti fungují jako jediná elektrárna. Nejprve si objasníme pojmy, které se skrývají za zkratkou VPP, a také to, proč je s rozšiřováním výroby z obnovitelných zdrojů stále větší potřeba.

Poté si postupně ukážeme, jaká zařízení lze do VPP připojit, od solárních panelů a systémů akumulace energie přes elektromobily až po tepelná čerpadla. Fungování virtuální elektrárny lze rozdělit do čtyř kroků: sběr dat, agregace, optimalizace a řízení; tyto kroky vysvětlíme jeden po druhém. Ukážeme také, jakou roli hraje agregátor, který nabízí flexibilitu portfolia provozovateli soustavy a energetickému trhu.

V části věnované doporučení SOLARKIT se budeme zabývat tím, proč právě kombinace solárních panelů a akumulátorů poskytuje ve virtuální elektrárně největší flexibilitu. Článek uzavírají stručné odpovědi na nejčastější otázky, abyste se v tématu rychle zorientovali.

Co znamená systém řízení energie VPP?

VPP není budova ani turbína, ale softwarová řídicí vrstva. Jedná se o systém řízení energie, který předpovídá výrobu, skladování a spotřebu mnoha malých zařízení, agreguje je a následně řídí podle potřeb sítě nebo trhu. Odborná literatura jej proto popisuje jako informační a komunikační systém, nikoli jako fyzickou elektrárnu. Jeho hlavním úkolem je lepší využití výroby z obnovitelných zdrojů a prodej takto získané flexibility na energetickém trhu.

Co znamená výraz „Virtual Power Plant“?

Virtual Power Plant v překladu znamená virtuální elektrárna. Kořeny tohoto pojmu sahají až do roku 1997, kdy Shimon Awerbuch pojmem „virtual utility“, tedy virtuální veřejná služba, popsal, jak by bylo možné využít výhod mnoha malých decentralizovaných zdrojů energie v rámci společného systému. Jeden z prvních, často citovaných experimentálních projektů souvisí s Fraunhoferovým institutem: 36 jednotek na výrobu energie z větru, slunce, bioplynu a kombinované výroby bylo řízeno jako jediná elektrárna, která zásobovala zařízení 12 000 domácností 24 hodin denně.

Přídavné jméno „virtuální“ naznačuje, že neexistuje žádné jediné místo, žádný komín ani turbína. Zařízení jsou rozptýlena a obvykle fungují za elektroměry spotřebitelů, často jsou ve vlastnictví soukromých osob nebo firem a propojuje je cloudový software. Slovo „elektrárna“ pak naznačuje, že vůči síti se tato flotila chová jako jediný zdroj energie a poskytuje služby, které dříve zajišťovaly tradiční elektrárny.

Zkratka VPP tedy stručně znamená: softwarové propojení distribuovaných energetických zdrojů (angl. zkratka DER). Patří sem solární systémy, akumulátory pro domácnosti a průmysl, elektromobily a regulovatelné spotřebiče.

Ne všechny VPP jsou stejné. Podle odborné klasifikace je nejjednodušší formou program poskytovatele, v němž jednotlivá zařízení reagují na signály sítě samostatně. Na pokročilejší úrovni zařízení reagují jako flotila, tedy jako jeden celek. Na nejvyšší úrovni se tato flotila účastní i velkoobchodního trhu s energií a zároveň koordinovaně spolupracuje s místní distribuční sítí.

Co je to virtuální elektrárna a proč je potřebná?

Pokud bychom měli v jedné větě odpovědět na otázku, co je to virtuální elektrárna: je to mnoho malých výrobců, skladovatelů a spotřebitelů, které software propojuje do jednoho velkého, říditelného zdroje. Druhá část otázky, tedy proč je to potřeba, vyplývá z rozšiřování obnovitelných zdrojů energie.

Výroba solárních panelů a větrných turbín závisí na počasí. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) se v scénáři, který je v souladu s národními klimatickými cíli, zdvojnásobí požadavek na flexibilitu elektrizační soustavy v období mezi lety 2022 a 2030. Současně s vyřazováním dobře regulovatelných tradičních elektráren klesá setrvačnost soustavy a spolehlivý regulační výkon.

Distribuovaná zařízení jsou jednotlivě příliš malá na to, aby je provozovatel soustavy mohl vidět a využívat. Právě toto řeší virtuální elektrárna (VPP): činí je viditelnými a ovladatelnými, takže značná část flexibility sítě může pocházet z domácností a podniků. Jelikož se tato zařízení nacházejí tam, kde se elektřina také spotřebovává, snižuje VPP také zátěž přetížené přenosové sítě.

Že se nejedná o pouhou teorii, dokazuje i analýza amerického ministerstva energetiky (DOE). Podle ní dnes velká část kapacity VPP funguje v rámci programů regulace poptávky (demand response). Ztrojnásobení této kapacity by do roku 2030 mohlo pokrýt 10–20 procent špičkového zatížení a ročně by mohlo ušetřit zhruba 10 miliard dolarů na nákladech na síť. Stejná analýza dospěla k závěru, že VPP sestávající z akumulátorů za elektroměrem a nabíječek elektromobilů poskytuje špičkovou kapacitu za zhruba poloviční čisté náklady ve srovnání s velkým akumulátorovým parkem nebo plynovou špičkovou elektrárnou.

Jaká zařízení lze připojit k VPP?

Do VPP lze připojit téměř jakékoli zařízení, které vyrábí, ukládá nebo regulovaně spotřebovává energii, za předpokladu, že je možné jej na dálku měřit a ovládat. Je vhodné rozlišovat dvě skupiny: jedna dokáže pouze snížit vlastní spotřebu, druhá je schopna aktivně dodávat výkon. Domácí akumulátor zaujímá zvláštní místo, protože je vhodný pro obě role. Seznam sahá od solárních panelů pro domácnosti až po průmyslové procesy.

Solární systém jako virtuální elektrárna s akumulací energie

Solární panely jsou nejrozšířenějším decentralizovaným zdrojem energie, jejich výroba je však závislá na počasí, a proto se na ně nelze spoléhat stejně jako na elektrárnu, kterou lze spustit podle jízdního řádu. Jeden z největších evropských provozovatelů VPP, společnost Next Kraftwerke, rovněž upozorňuje, že ačkoli je takový přísun energie měřitelný a předvídatelný, účast na trzích s flexibilitou je vzhledem k povaze výroby téměř nemožná.

Chytrý střídač umožňuje dálkově sledovat, programovat a v případě potřeby omezit výrobu. Jedná se o regulaci směrem dolů: solární panel dokáže snížit dodávku energie do sítě, ale nemůže ji zvýšit. To může být užitečné, když v síti vznikne nadbytek nabídky, k pokrytí špičkového odběru to však samo o sobě nestačí.

Virtuální elektrárna se solárním panelem je proto skutečně cenná, pokud k ní patří i akumulátor. Podle odborného přehledu solární systém primárně zásobuje domácnost, akumulátor přidává flexibilitu a VPP jako třetí vrstva koordinuje provoz mnoha takových domácností.

Skladování energie také snižuje ztráty. Tam, kde mnoho solárních panelů dodává energii zpět do nízkonapěťové sítě, dochází ke zvýšení napětí a střídače jsou nuceny omezit výrobu. Podle jedné studie lze pomocí inteligentních střídačů a optimálně dimenzovaných akumulátorů tento nucený pokles výroby a z něj vyplývající finanční ztráty snížit o 47 procent. Solární virtuální elektrárna tedy využívá i sluneční energii, která dříve přicházela vniveč, a díky akumulaci energie se z denního přebytku stává večerní rezerva.

Skladování energie v akumulátorech

Akumulátor je nejvšestrannějším prvkem VPP, protože se může chovat jak jako spotřebič, tak jako výrobce: při nadprodukci se nabíjí, v době špičky se vybíjí. Virtuální elektrárna založená na akumulátoru dokáže měnit svůj výkon rychleji než tepelné elektrárny, což je obzvláště cenné tam, kde dochází k rychlým změnám zatížení v síti. Odborné zdroje proto považují akumulátor za páteř virtuálních elektráren: bez něj by chyběla rychlá reakční schopnost, s níž VPP reaguje na měnící se situace v síti.

Bezakumulace energie by VPP dokázala převážně jen omezovat spotřebu. Virtuální elektrárna s akumulátorem však dokáže energii i dodávat zpět. Například v rámci společného programu společností Ava Community Energy a Sunrun dostává 1 200 domácností pevný poplatek za to, že jejich akumulátory se každý všední den během večerní špičky vybijí.

Zájmy majitele přitom nejsou nijak poškozeny. Podle přehledu společnosti Aurora Solar většina programů standardně ponechává domácnosti přibližně 20 % nabití; v případě výpadku proudu systém automaticky přepne na zásobování domácnosti a již dále nepodporuje síť. K úplnému obrazu je třeba dodat, že každý odběr představuje další cyklus nabití a vybití, což postupně urychluje stárnutí akumulátorových úložišť.

Kromě domácích jednotek mohou být součástí portfolia i větší systémy BESS v průmyslovém nebo síťovém měřítku. Stejný software tak může spravovat jak domácí jednotku pro ukládání energie, tak i velký park úložišť, přičemž pro síť se to vše jeví jako jediný zdroj.

Elektromobily a nabíječky EV

Elektromobil většinu času stojí: podle analýzy společnosti gridX je přibližně 95 procent času zaparkován. Je-li mezitím připojen k nabíječce, stává se jeho akumulátor flexibilním zdrojem energie.

Dnes běžnou formou je jednosměrné inteligentní nabíjení (V1G). V tomto případě nabíječka přizpůsobuje nabíjecí výkon a čas výrobě energie nebo zatížení sítě, například jej nastaví na dobu špičky solárních panelů nebo na hodiny s nízkým zatížením. Podle Mezinárodní energetické agentury inteligentní nabíjení snižuje špičkové zatížení i nucené omezování výroby z obnovitelných zdrojů. Flexibilita je však omezená, protože závisí na tom, s jakým stavem nabití auto přijede a kdy majitel potřebuje požadovaný dojezd. Inteligentní nabíjení lze přizpůsobit i časovým tarifům, takže majitel nabíjí v nejlevnějších hodinách. U bleskového nabíjení však prakticky neexistuje žádná flexibilita, protože v tomto případě je cílem co nejrychlejší dobití.

Dalším krokem je obousměrné nabíjení (V2G), kdy auto také dodává energii zpět do sítě. IEA považuje potenciál této technologie za mimořádný: podle studie ze San Francisca by V2G do roku 2050 mohlo zabránit třem čtvrtinám přetížení transformátorů ve srovnání s neregulovaným nabíjením a polovině ve srovnání s jednosměrným inteligentním nabíjením.

Nedostatek standardizace a regulace však stále zpomaluje rozšíření obousměrného nabíjení. Proto se nabíječka elektromobilů ve většině virtuálních elektráren dnes podílí především jako regulovatelný odběratel: nevrací energii, ale načasováním nabíjení výrazně odlehčuje síti.

Tepelná čerpadla a další regulovatelné spotřebiče

Tepelné čerpadlo je na první pohled jednoduchý spotřebič, z pohledu VPP však představuje také akumulátor. Podle přehledu odborné literatury je hmotnost tepelného akumulátoru budovy schopna ukládat energii ve formě tepla, takže samotná budova funguje jako virtuální akumulátor: vnitřní teplota v rámci komfortního rozmezí odpovídá úrovni nabití, zatímco hmotnost tepelného akumulátoru odpovídá kapacitě.

V praxi to znamená, že tepelná čerpadla v době hojné výroby energie z obnovitelných zdrojů provádějí předehřev nebo předchlazování, zatímco ve špičkách omezují svůj provoz, přičemž pocit komfortu zůstává zachován. Budovy s velkou hmotností akumulačního zásobníku si i při změnách vnějších podmínek déle udržují příjemnou vnitřní teplotu, a proto je krátkodobé omezení výkonu tepelného čerpadla téměř nepostřehnutelné. S vyrovnávací nádrží nebo zásobníkem teplé užitkové vody se manévrovací prostor ještě zvětší, protože výroba tepla se časově oddělí od spotřeby elektrické energie. Podle nedávné studie je tato schopnost nejúčinnější v kombinaci se solárními panely, akumulátorem a akumulátorem tepla.

Tato možnost není pouze teoretická. V rámci vývoje podporovaného americkým ministerstvem energetiky se pracuje na prototypu tepelného čerpadla integrovaného do akumulátoru tepla, který byl navržen tak, aby po dobu tří hodin fungoval s o 20 procent nižší špičkovou spotřebou než tradiční vzduchové tepelné čerpadlo.

Stejná logika platí i pro ostatní spotřebiče využívající akumulaci tepla, jako jsou například ohřívače vody, elektrické topné tělesa a chladicí zařízení. Míra flexibility se však u jednotlivých budov liší, protože možnosti dané hmotností akumulátoru tepla do značné míry závisí na typu budovy.

Fungování systému VPP a průmysloví spotřebitelé

Průmysloví a komerční odběratelé představují jeden z nejstarších pilířů virtuálních elektráren. Podle shrnutí Světového ekonomického fóra patří mezi účastníky VPP i velkoodběratelé, například továrny, jejichž majitelé se zavazují, že v době vysoké poptávky sníží svou spotřebu.

Fungování systému VPP je v tomto případě založeno na plánování procesů. Podle plánovacího průvodce společnosti Next Kraftwerke lze flexibilně přizpůsobit mimo jiné mletí a tavení, čerpadla, chlazení, procesy vytápění a sušení, datová centra a technologie „power-to-x“, přičemž záložní zdroje energie a akumulátory se do virtuální elektrárny hodí obzvláště dobře.

Výhody plynou ze dvou směrů. Energeticky náročné procesy lze přesunout do levnějších časových úseků, zatímco flexibilita nabízená síti přináší výnosy, o které se provozovatel dělí s vlastníkem zařízení. Podle společnosti Next Kraftwerke je flexibilita na straně spotřebitelů, například snižování špičkového zatížení (peak shaving), velmi žádanou službou, kterou si mohou zakoupit i provozovatelé přenosových a distribučních sítí.

Existují však i reálná omezení. Podle nedávného přehledu odborné literatury technologická omezení u přerušitelných průmyslových zátěží umožňují pouze krátká a vzácná časová okna pro odběr. Stejná studie také ukázala, že pokud se tyto zátěže kombinují s akumulátorovým úložištěm, může portfolio splňovat i požadavky na služby rychlých frekvenčních rezerv. Úložiště pokrývá rychlé, krátké výzvy k odběru, zatímco výrobní proces se přizpůsobuje pouze tehdy, když to technologie umožňuje.

Fungování VPP – virtuální elektrárny

Jak VPP funguje v praxi, si lze nejlépe představit jako jeden proces. Software na základě dat přicházejících ze zařízení vytvoří souhrnný obraz, z něhož vypočítá optimální plán a následně odešle pokyny zpět do zařízení. Fungování virtuální elektrárny lze tak rozdělit na čtyři neustále se opakující kroky, které se vyskytují ve všech časových horizontech, od plánování na následující den až po zásahy v reálném čase. Níže si je postupně představíme.

Sběr dat

Vše začíná měřeními. VPP musí neustále vědět, kolik energie vyrábí solární panel, jaká je úroveň nabití akumulátoru, zda je připojen elektromobil a jaká je spotřeba v daném objektu. Tyto údaje poskytují střídače, řídicí jednotky akumulátorů, inteligentní elektroměry a místní brány (gateway).

Podle materiálu Rocky Mountain Institute (RMI) o měřeních VPP je kvalita dat určována několika hlavními faktory: zpožděním, rozlišením (například data za 15 minut nebo za 2 sekundy) a tím, zda zařízení komunikují pomocí standardního protokolu. Chybějícím nebo mimo rozsah ležícím hodnotám je třeba věnovat zvláštní pozornost. Podle RMI jsou přesné a pravidelně přenášené údaje jednou z podmínek vyspělejšího VPP.

Výrobci používají mnoho různých jazyků, proto hrají standardy klíčovou roli. Střídače na lokální úrovni obvykle poskytují data prostřednictvím protokolu SunSpec Modbus, zatímco pro komunikaci s cloudem a účastníky sítě se rozšířily standardy IEEE 2030.5 a OpenADR. Podle shrnutí asociace OpenADR se tyto dva standardy vzájemně doplňují: OpenADR vyniká v širokém přenosu signálů, zatímco IEEE 2030.5 v detailním řízení a monitorování stavu. Čím více zařízení tyto standardy dodržuje, tím levněji a s menším rizikem chyb lze připojovat nové výrobky a typy.

Praktický závěr: pokud v budoucnu uvažujete o zapojení do VPP, vyberte si střídač a akumulátor, které nabízejí otevřené a zdokumentované komunikační rozhraní.

Agregace

Při agregaci software sestavuje z dat mnoha jednotlivých zařízení jediný zdroj vhodný pro obchodování na trhu. To je nutné, protože domácí akumulátor je příliš malý na to, aby mohl přímo obchodovat: na velkoobchodních a systémových trzích služeb je minimální velikost nabídky obvykle několik megawattů. Tento rozsah dobře ilustruje i americký příklad: účast v programu snižování poptávky společnosti Consolidated Edison vyžaduje závazek ve výši 50 kW, což je pro jednotlivou domácnost obvykle nedosažitelné.

VPP tento problém řeší tak, že sjednotí individuální flexibilitu zařízení do jediného společného souboru, který popisuje regulační schopnost celé flotily, a ten předkládá jako nabídku. Z pohledu trhu se tak souhrnné portfolio chová jako jediný velký zdroj a majitelé získávají příjmy, které by pro ně jednotlivě byly nedosažitelné. Například v Kalifornii umožňuje provozovatel soustavy (CAISO) od roku 2015 prostřednictvím zvláštního modelu účasti, aby zařízení s výkonem nižším než 1 MW dosáhla v součtu 0,5 MW potřebného pro vstup na trh.

Matematicky to není jednoduchý úkol. Vzhledem k odlišným provozním profilům různých typů zařízení, jako jsou například akumulátory, tepelná čerpadla a nabíječky elektromobilů, není přesný výpočet společného rozsahu flexibility obvykle proveditelný, a proto software používá aproximativní metody. U homogenního portfolia zařízení, například v případě agregace akumulátorových úložišť energie, fungují tyto metody s dobrou přesností, u smíšeného portfolia však mohou poskytovat příliš konzervativní výsledky a část flexibility tak zůstává nevyužita.

Optimalizace

Srdcem VPP je systém řízení energie běžící v cloudu, který na základě celkového přehledu rozhoduje, kdy a co má flotila dělat. K tomu potřebuje předpovědi spotřeby, tržních cen a výroby z obnovitelných zdrojů. Podle zprávy časopisu IEEE Spectrum dnes již mnoho VPP pomocí strojového učení odhaduje flexibilitu spotřeby, výkon solárních panelů a akumulátorů, chování uživatelů a události související se zatížením sítě.

Plánování je víceúrovňové. Provozovatel na základě prognózy podá nabídku na denním trhu, v průběhu dne plán přepracuje na základě aktuálnějších údajů a v reálném čase koriguje skutečné odchylky. Čím kratší je prognostické období, tím menší je chyba, proto denní trh dává provozovateli možnost provést korekci na základě přesnější prognózy ještě před dodávkou. Rozdíl mezi sjednaným a skutečným výkonem je třeba vyrovnat formou energie, což může být nákladné. Podle jedné studie může přeplánování v závislosti na ročním období a strategii tento rozdíl snížit až o 90 procent.

Optimalizace slouží hned několika cílům najednou: co nejvyšším výnosům, co nejnižším nákladům a spolehlivému plnění. Poslední z nich je obzvláště důležitý, protože na systémových trzích se službami platí přísné požadavky na spolehlivost a nesplnění může mít za následek smluvní pokutu nebo vyloučení z trhu. Dobré řízení energie v rámci VPP proto zohledňuje i nejistotu prognóz, aby se zabránilo nadměrnému nabízení.

Řízení

V posledním kroku se rozhodnutí promění ve fyzický zásah. Provozovatel VPP v reálném čase pomocí automatických řídicích signálů aktivuje jednotlivá zařízení, aby splnil své tržní závazky. Software rozloží souhrnnou nabídku na pokyny na úrovni jednotlivých zařízení: který akumulátor má vybit kolik energie, které tepelné čerpadlo na jak dlouho omezí svůj provoz. Tento krok se v odborné literatuře nazývá dezagregace: souhrnný řídicí signál je třeba rozdělit mezi členy flotily.

Signál málokdy směřuje přímo k zařízení. Obvykle jej přijímá místní systém EMS nebo brána, která jej převádí do vlastního jazyka střídače či nabíječky. Prostřednictvím toho lze například nastavit limit příkonu, spustit režim na straně poptávky nebo vyžádat telemetrická data. Podle výukového materiálu o VPP zašle provozovatel v době zatížení sítě jediný signál a během několika sekund až minut na něj zareaguje až několik tisíc zařízení.

Majitel si přitom zachovává kontrolu. Programy obvykle umožňují uživatelské přepsání nastavení; VPP nesmí překročit nastavenou minimální úroveň nabití a v případě výpadku proudu má přednost zásobování domácnosti.

Řízení je také otázkou bezpečnosti. Podle přehledu o kyberbezpečnosti byl z běžných protokolů DER protokol IEEE 2030.5 od samého počátku vyvinut s přísnými požadavky na šifrování, zatímco u protokolů Modbus a DNP3 bylo identifikováno více zranitelností a pouze nejnovější verze splňují moderní bezpečnostní standardy. Spolehlivý VPP je proto založen na šifrované a ověřené komunikaci.

Jaká je role agregátora ve VPP?

Virtuální elektrárna je technický systém a agregátor je tržní subjekt, který tento systém provozuje a obchoduje jménem flotily. Podle definice IRENA jsou agregátoři noví účastníci trhu, kteří optimalizují využití decentralizovaných zdrojů energie a uvádějí je na trh jako jediný subjekt, tedy jako virtuální elektrárnu. Odborná literatura proto tyto dva pojmy často používá jako synonyma. Pojem „energetický agregátor“ odkazuje na stejného účastníka.

Co přesně dělá energetický agregátor?

Pokud se ptáte, co energetický agregátor dělá, nejstručnější odpověď poskytuje právo EU. Podle směrnice 2019/944/EU je agregace činnost, při níž fyzická nebo právnická osoba sdružuje odběr nebo vyrobenou elektrickou energii více spotřebitelů za účelem jejího prodeje, nákupu nebo nabídnutí k dražbě na jakémkoli trhu s elektřinou.

V praxi to znamená řadu úkolů. Podle shrnutí organizace IRENA agregátor předpovídá a prodává výrobu zařízení, přizpůsobuje její časový rozvrh potřebám intradenního trhu, poskytuje vyrovnávací služby provozovatelům přenosových soustav a, tam kde existuje příslušný trh, také držitelům licencí pro distribuční sítě. Agregovaná flotila může nahradit i část špičkových elektráren a zmírnit zatěžovací rampy způsobené rychlými výkyvy výroby z obnovitelných zdrojů. Pro majitele zajišťuje energetický management, což může přinést úspory na účtech za energii, a výnosy pak rozděluje mezi účastníky.

Jakou to má hodnotu, ukazuje belgická analýza: regulací poptávky u 40 000 tepelných čerpadel v domácnostech lze zajistit 100 MW rezervy pro vyrovnání špiček s náklady 0–14 eur za megawatthodinu, oproti historické ceně tradičních rezerv ve výši 32 eur.

Směrnice výslovně zmiňuje také nezávislého agregátora, který není spojen s dodavatelem elektřiny zákazníka. Spotřebitel s ním může uzavřít agregační smlouvu bez souhlasu svého dodavatele a směrnice výslovně vyžaduje, aby zákazník měl nárok na přiměřený podíl na zisku z této činnosti. Podrobná pravidla si členské státy stanovují samy, proto se podmínky mohou v jednotlivých zemích lišit.

Doporučení SOLARKIT: agregace solárních panelů a akumulátorů je v rámci VPP efektivní

V této části si můžete přečíst naše vlastní doporučení. Jelikož společnost SOLARKIT prodává zařízení pro skladování energie, opíráme se při argumentaci záměrně o nezávislé zdroje. Stručně řečeno: kombinace solárních panelů a akumulátorů je ve VPP efektivní, protože solární panely dodávají energii a akumulátory zajišťují regulovatelnost. Společně jsou schopny jak zvyšovat, tak snižovat výkon, což by samostatně žádnému z nich nešlo. Následující dvě části to ukazují i v praxi.

Flexibilita sítě: ukládání přebytkové energie z solárních panelů

Výroba energie ze solárních panelů a spotřeba se málokdy časově shodují. Podle zprávy Agentury pro spolupráci energetických regulačních orgánů Evropské unie (ACER) z roku 2026 rozšiřování solární energie prohlubuje takzvanou „kachní křivku“: v poledne přibývá hodin s negativními cenami, zatímco ráno a večer jsou cenové špičky ostřejší. V příkladu z Německa 1. května 2025 po poledním minimu vyskočila večerní cena nad 400 eur/MWh.

Podle analýzy společnosti Montel Analytics stojí za nárůstem negativních cen rekordní produkce solární energie a nedostatek úložišť a flexibilní spotřeby. Do konce října 2025 bylo zaznamenáno více než 500 hodin s negativními cenami v jedné z cenových zón ve Švédsku, v Nizozemsku, Německu, Španělsku, Belgii a Francii. Podle čerstvé analýzy zaměřené na jarní období připadlo v Německu již 46,8 procenta výroby ze solárních panelů na hodiny s negativními cenami.

Zde vstupuje do hry akumulátor. Pokud místo dodání poledního přebytku do sítě nabijete akumulátor, neprodáváte energii za podtlakovou cenu a síť se tím odlehčí. V rámci VPP se to vše děje koordinovaně a současně v mnoha domácnostech, což představuje skutečnou flexibilitu sítě.

Při výběru zařízení je klíčová komunikační schopnost. Z evropské řady PowerOcean akumulátorů EcoFlow je podle výrobce v Evropě v provozu více než 17 000 systémů, jejichž řízení zajišťuje vlastní software pro správu energie v domácnosti (HEMS). Možnost účasti ve VPP se podle informací výrobce liší podle regionu a dodavatele, proto je vhodné si to předem ověřit.

Vrácení energie v době špičkového odběru

Skutečná hodnota akumulátoru se projeví večer, kdy solární panely již nevyrábějí energii, zatímco spotřeba i cena jsou na vrcholu. V takovém případě virtuální elektrárna využívá sluneční energii uloženou v akumulátorech k zásobování domácnosti nebo ji dodává do sítě, čímž nahrazuje část drahých špičkových elektráren.

To funguje i v praxi. Energetické akumulátory FoxEss podle výrobce již v Austrálii spolupracují se čtyřmi poskytovateli VPP a devíti distribučními společnostmi, ve Velké Británii je lze připojit k VPP společnosti Axle Energy. Podle popisu společnosti Axle systém obvykle dodává energii 4–8krát měsíčně, přičemž majitel si v aplikaci zachovává plnou kontrolu nad akumulátorem.

V průmyslových a komerčních objektech se může snížení špičkového odběru vyplatit i samostatně. Tam, kde se cena odvíjí od nejvyšší naměřené spotřeby, udržuje baterie odběr ze sítě pod určitou prahovou hodnotou, čímž snižuje poplatek za výkon. Podle americké společnosti Clean Energy Group solární panel sám o sobě málokdy účinně snižuje špičkovou spotřebu, zatímco akumulátor je plně ovladatelný, a proto je pro tento úkol obzvláště vhodný. Podrobněji jsme o tom psali v našem článku „Snižování špičkové zátěže pomocí akumulátoru “.

Naše doporučení: nehledejte schopnost VPP až dodatečně. Již ve fázi plánování si vyberte hybridní střídač a akumulátor, které nabízejí standardní, otevřené komunikační rozhraní, a zkontrolujte, za jakých záručních podmínek výrobce povoluje externí řízení.

Často kladené otázky týkající se systémů Virtual Power Plant

Jaká je role systému EMS ve virtuální elektrárně?

Systém EMS, tedy systém pro správu energie na místě, monitoruje, řídí a optimalizuje solární panely, akumulátory a spotřebiče v domácnosti nebo na provozovišti jako jeden ucelený systém. Ve virtuální elektrárně přijímá signály z platformy VPP a provádí je tak, aby byly dodrženy místní limity, například nastavená minimální úroveň nabití.

Systémy VPP a BESS: v čem spočívá rozdíl?

BESS je fyzické zařízení, tedy akumulátorový systém pro skladování energie, zatímco VPP je softwarové sdružení, které spravuje mnoho různých zařízení jako jeden zdroj. Systém BESS může být součástí VPP, VPP a BESS tedy nejsou vzájemnými alternativami: akumulátor je hardware, zatímco virtuální elektrárna je vrstva, která koordinuje mnoho takových akumulátorů a uvádí je na trh.

Jaký je rozdíl mezi VPP a mikrosítí?

Mikrosíť funguje v rámci pevně stanovených hranic a může se v ostrovním režimu odpojit od sítě, takže zásobuje své odběratele i v případě výpadku proudu. VPP naproti tomu zůstává připojena k síti, sdružuje zařízení rozptýlená na velkém území a slouží především síti a trhu.

Zkracuje účast ve VPP životnost akumulátoru?

Každé vybití znamená další cyklus nabití a vybití, ale dopad závisí hlavně na způsobu používání: poškození způsobuje především hluboké vybití a nepříznivá teplota, zatímco u mělkých, dobře regulovaných cyklů je tento dopad mnohem menší. Stojí za to zkontrolovat, zda program udržuje minimální stav nabití a co uvádí záruka výrobce ohledně externího řízení.

Co je potřeba, aby se můj solární systém připojil k VPP?

Potřebujete střídač a akumulátor, které lze ovládat na dálku a poskytují data v reálném čase, a také dostupný program VPP ve vašem okolí. V EU můžete podle směrnice 2019/944/EU uzavřít smlouvu o agregaci i bez souhlasu svého dodavatele a požádat o instalaci inteligentního elektroměru.