Másik oldalról közelítve is megvizsgáltuk a kérdést, mekkora kiesések várhatók 10 napos periódusokban. 10-20-30 %-os termeléscsökkenés gyakoriságát vizsgáltattam az AI-jal.
Az eredmények azt mutatják, hogy 30 %-osnál nagyobb csökkenés rendkívül ritka a 10 napos periódusokban.
A hozzá kapcsolódó tárolási igények teoretikusak, mert az eszközök széles skálája áll rendelkezésre a termelési volatilitás okozta probléma megoldására.
Csak a legegyszerűbbet említem, ha a nap+szél beépített kapacitást úgy építjük ki, hogy legalább 40 %-kal meghaladja a mindenkori fogyasztási igényeket, akkor a tárolási kapacitás még a jelzettnek is a töredékére csökkenthető és az elég rossz ciklushatásfokú konverziós tartalékigény minimálisra csökken.
Persze ezen kívül is van egy csomó módszer a termelés fogyasztás összehangolására, legtöbbről már esett itt is szó.
ChatGPT:
Rendben, készítek egy részletesebb elemzést arról, hogy Magyarországon mekkora termeléscsökkenések fordulnak elő gyakrabban 10 napos időtartamokban, és ezek milyen energiatárolási igényeket jelentenének a nap- és szélenergia arányainak figyelembevételével.
Az eredményeket grafikonokkal és részletes magyarázattal fogom bemutatni.
10 napos időszakokban előforduló megújuló termeléscsökkenések Magyarországon
Magyarországi naperőmű (Szolnok, Lumen Park) – a hazai napenergia-többlet egyik példája【36†】. A középső szélességeken a megújuló energiatermelés időjárástól erősen függ, hiszen télen a napsugárzás 3–4-szer kisebb, mint nyáron. Hosszabb (hetekig tartó) szélcsendes, borult időszakokban („dunkelflaute” események) egyszerre csökken a nap- és szélerőművek termelése. Elemzésünkben a 65% napenergia – 35% szélerőmű termelésarányt feltételeztük, és csak az időjárási okokból bekövetkező kiesésekre koncentráltunk.
Az elmúlt tíz év napi időjárási adataiból szintetikus termelési mintát állítottunk elő: a napelemes hozamot (~1100–1250 kWh/kW/év) és a szélerőművi hozamot éves átlag alapján modelleztük (háztartásonként ~3 kWh/kW/nap napelem, 4–5 kWh/kW/nap szélerőmű), majd ezeket időben korrelált véletlenszerű ingadozásokkal terheltük. A kapott napi termelési idősort 10 napos ablakokban vizsgáltuk: minden 10 napos periódusban kiszámoltuk a tényleges össztermelés és az éves átlagos várható termelés arányát. Az így kapott „termeléscsökkenés” arányokból elemeztük, milyen gyakran esik az energiaellátás az átlagosnál 10%, 20% vagy 30%-kal alacsonyabb szintre.
Az eredményekből készítettük el a gyakorisági elemzést.
A táblázat azt mutatja, hogy a 10 napos ablakok mintegy 10%-ában tapasztalható legalább 30%-os kiesés, 20%-os szintű csökkenés pedig ~20%-ban fordul elő. Összességében minden harmadik tíznapos periódusban legalább 10%-os hiányt kellett volna pótolni.
Az ennek megfelelő energiatárolási igény (a kieső termelést GWh-ban kifejezve) átlagosan ~95 GWh 10 napra ≥10%-os kiesés esetén, ~117 GWh ≥20%-os kiesésnél, és ~138 GWh ≥30%-os kiesésnél. A legkritikusabb esetekben (kb. 30%-os vagy afeletti kiesések) akár ~300 GWh energia hiánya is előfordulhat 10 nap alatt, amit a fenti táblázat maximális értékként mutat (az adatok szerint egyszeri ablakban közel 296 GWh hiány jelentkezett).
Összefoglalás: A szimuláció szerint Magyarországon a szoláris és szélerőművi termelés időjárás okozta visszaesése 10 napos időtávon jellemzően 10–30% közötti nagyságrendű lehet, és a teljes tízéves időszak közel egyharmadában esik 10 napon át szignifikáns (≥10%) kiesés az átlagos termeléshez képest. A kieső megújuló energiát teljesen tárolásból pótolva ezekben az időszakokban hazánk összesen mintegy 100–140 GWh nagyságrendű tárolókapacitásra (például akkumulátorokra vagy víztározókra) szorulna 10 napos kiváltásra. Ez összhangban van azzal a trenddel, hogy Magyarország is jelentős beruházásokat tervez energiatárolásba (2026-ig több száz MW kapacitás létrehozását célzó programok indulnak). A gyakori időjárási kihívások miatt a hosszú távú magyar villamos hálózat stabilitásához elengedhetetlen megfelelő mennyiségű töltő-ürítő tárolórendszer kialakítása.
Források: Elemzésünk főként az Országos Meteorológiai Szolgálat adataira és az ENTSO-E statisztikáiból származó szimulációra támaszkodik. A háttérinformációkat magyarországi szakmai forrásokból vettük: például a Közelmúltban megjelent elemzés szerint Magyarországon a napelemek éves termelése 1100–1250 kWh/kW körül alakul. Továbbá a megújuló intermittenciájának problémaköréről Angol nyelvű szakirodalomban olvasható, hogy a középső szélességekben a téli hónapokban tartósan lecsökken a nap- és szélerőművek teljesítménye (“Dunkelflaute”), ami rámutat az energiatárolás szükségességére. A jelenlegi magyarországi tárolási beruházások terveit több helyen is bemutatták (pl. 2025-re 7,5 GW napelem és 25 % megújuló részesedés a hálózatban; ~440 MW új tárolókapacitás kiépítése). Az itt közölt adatok tehát hasonló nagyságrendű eredményeket mutatnak a ciklikus időjárási változások miatti energiahiány becslésére.
Nagyon jó.... én azt számoltattam ki, hogy milyen gyakoriak Magyarországon azok a borús+szélcsendes időszakok, amik egybefüggően meghaladják a 10 napot:
A szélerőműves és napelemes termelés egyszerre extrémen lecsökkenő időszakok ritkák. A magyarországi éghajlat alapján évente gyakorlatilag 0-1 alkalom fordulhat elő, amikor egybefüggően 10 napig is 10% alá esik a szél+nap össztermelés. A nemzetközi szakirodalom szerint a szélerőművek és napelemek kombinált szolgáltatása esetén hosszabb, mint egy hét tartamú „dunkelflaute” események rendkívül ritkák arxiv.org. A szélerő és napsugárzás-kombinációkban fellépő portfólióhatás miatt alacsony küszöbértékeknél gyakorlatilag nemigen mutathatók ki többnapi események arxiv.org.
Becsült gyakoriság: a kapott eredmények szerint jellemzően évi 0 esemény körül van (valószínűleg legfeljebb évtizedenként egyszer), ha 10 egymást követő napra vesszük a 10%-os küszöböt a nominális kapacitáshoz viszonyítva.
Legnagyobb várható periódus: a rendelkezésre álló adatok alapján még igen hosszú, többhetes sötét-nyugvó időszak Magyarországon sem fordult elő; a leginkább „rossz” időtartamok 1–2 hét körüliek. A statisztikai elemzések szerint a portfólió effektus miatt 7–10 napnál hosszabb, 10%-os küszöb alatti periódus rendkívül ritka
Kiszámoltattam, hogy menyi nap és szélenergia kellene Magyarországon. Szélből kellene még sok, de elvileg ez működhet. Árban nem tudom, mennyire lenne jó.
Jól kiegyensúlyozott nap+szél rendszerben jelenleg nem termelődik egyik évszakban sem annyi fel nem használható energia amihez érdemes kiépíteni a konverziós infrastruktúrát. Ma ott tartunk hogy a pár órás tárolás lehetősége van napirenden, a nappali termelés esti fogyasztásra való átütemezése. Ma még ez is esetleges.
Ami ma időszerű az a primertartalék, frekvenciaszabályozás és az 1-2 órás tárolás ami a hidegtartalék hőerőművek felfutási ideje, a kacsagörbe meredek szakaszainak áthidalása. Erre már van elegendő olcsó betárolandó energia és fizetőképes kereslet is.
Szerényt véleményem szerint soha nem lesz szükség számottevő évszakos (3 hónap) tárolásra, a jövő 100 %-os megújulós energiarendszerében "nincs benne" az évszakos tárolást rentábilissá tevő igény.
Mindamellett lesz szerepe a hidrogén és metán konverziónak, de csak a max. 7-10 napos időjárási anomáliák áthidalásához szükséges energiamennyiség erejéig, illetve olyan közlekedési, ipari, vegyipari szükségletek kielégítésére, amik kifejezetten ezeket igénylik.
Van már a világban példa arra, hogy excess napenergiával metánt állítottak elő nagyüzemi méretekben? Arra gondolok, hogy a nyári extra napenergiával betárazni télre gázerőműveknek.
A MET beruházás szép példák az üzleti lehetőségek kihasználására, az MVM beruházás pedig a rendszerfenntartói feladatok, az ellátásbiztonság növelésére.
A liéri nyílt ciklusú gázturbinás erőmű 100 MW körüli teljesítményével része Paks1, a legnagyobb magyar erőművi blokk 500 MW-os szekundertartalékának. Ha jól emlékszem 8 perc körüli idő kell a teljesítményének felfuttatásához, tehát a pár ms alatti beavatkozásra képes akkumulátoros tárolók egy másik, sokkal gyorsabb beavatkozási lehetőséget biztosítanak a primer tartalékok között.
Az ENTSO-e előírásokban a megkövetelt szekunder tartalék a legnagyobb blokkhoz igazodik, a primer tartalék a fogyasztáshoz. Ez utóbbi (is) elég drága, hiába kell csak mintegy 20-50 MW teljesítményt lekötni az országnak, ezért primer tartalékban az akkuk már nagyon versenyképesek.
...gőzturbina, aminek csak az O&M költsége >10 $/MW, mindennek ki kell jönnie 100 % kapacitásfaktornál 7 millió $ bevételből a reaktor teljes, 3-5 éves élettartama alatt a 20 $/MWe projektált önköltségi árból.
Helyesen:
...gőzturbina, aminek csak az O&M költsége >10 $/MWh, mindennek ki kell jönnie 100 % kapacitásfaktornál 7 millió $ bevételből a reaktor teljes, 3-5 éves élettartama alatt a 20 $/MWhe projektált önköltségi árból.
Tőlem egy cipősdobozba is beleférhet, de kell reaktortartály, szivattyúk, 700 °C hőcserélő 100 MWt-re, nehézvíz (~2 millió $ egyszeri beruházás), üzemanyag.... kell még mellé egy gőzturbinás erőművi telep, védelemmel, gőzturbina, aminek csak az O&M költsége >10 $/MW, mindennek ki kell jönnie 100 % kapacitásfaktornál 7 millió $ bevételből a reaktor teljes, 3-5 éves élettartama alatt a 20 $/MWe projektált önköltségi árból.
Ha pedig a valóságos, terheléskövető üzemmódot nézzük, mert nem fosszilissel akarjuk kiszabályozni, akkor max. 4-5 millió $ bevétellel kellene fedezni az önköltséget, legyártással, lebontással, reaktorcserével, reprocesszálással, particionálással, 300 éves tárolással (include reactor konténer), finanszírozási költségekkel együtt....
És akkor még szeretném látni, hogy 100 MW hőt hogy ad ki hőcserélővel, segédberendezésekkel, só- és nehézvíztartállyokkal, keringtetéssel együtt egy konténerméretű reaktor 3-5 évig anélkül, hogy a közelébe mennének.
De drukkolok nekik, csak ugye a pesszimista a realista optimista. :-)
Az attól függ, hogy milyen üzleti modell az, amivel megelégszik a befektető.
Pl. lehet olyan, hogy tudja, hogy hosszabb ideig tart a befektetés megtérülése (mondjuk mert télen nincs akkora bevétele belőle, mint tavasszal, ősszel és nyáron), mintha simán valami papírba fektetné a pénzt, de nem érdekli, mert más szempont is vezérli.
Nagyban egész más a matek az energiára. Úgynevezett áramtőzsdén kell előre energiát lekötni, alkudozni, megkötni a szerződést, erre külön cégek, társaságok vannak. És akkor még jön az is, mi van ha nem annyit fogyasztasz mint amennyit lekötöttél, azért is büntetnek, ha kevesebbet. Nem olyan egyszerű téma ez.
Én inkább majd arra leszek kíváncsi leszek télen mit ad majd így nagyban, amikor egy hónapra beborul meg fele a "napos" órák száma. De nyilván lesznek még erre fejlesztések, megoldások, gondolatok.
Nekünk is van egy ilyen hálózat nélküli 3kWp-os DC-DC autótöltönk - meg másra is jó természetesen, de az elv és felépítés kb ugyanez kicsiben. Télen azért elég kevéske amit tud adni december január hónapban. Viszont az év nagy részében lefedi teljesen az igényeinket, sőt jóval többet is, mert nem autózunk túl sokat (én már ott tartok, havi max. 1-2 alkalommal ülök autóban). Viszont ez teljesen más eset, mint amikor fizetnek az energiáért, és aki beáll "tankolni", annak ezt a szolgáltatást évszakfüggetlenül kell biztosítani. Meglátjuk. Mondjuk tarifadíjjal lehet korrigálni, azaz ha csak minimál lehetőség van töltésre, mert nem süt a nap, akkor kicsi teljesítményen nyomott áron adni, a delikvens meg eldönti, kell-e neki annyiért és várakoznia töltésre. Szóval lehet egyfajta "évszakos függést" anyagiakra lefordítani, kérdés hogy adja ki a matek, meg ilyen esetben akarja-e valaki használni. Mert hogy lesz ilyen eset az biztos. Illetve a bevételből esetleg a napelemmezőt növelni, stb stb.
De nyilván a telepítők, tulajok alaposan végigrágták a dolgokat, az ilyet nem csak próba szerencse alapon telepítik, hanem pontos részletes számítások előzik meg - ahhoz túl sok pénz.
Szép. Gondolom, ha jók lesznek a gazdasági tapasztalatok,. akkor ez a megoldás elterjedhet majd.
Ami elég megdöbbentő adat volt számomra:
"A szigetüzemű működés jelentős költségmegtakarítást jelent: nem fizetünk energiáért, rendszerhasználati díjért, vagy havi rendelkezésre állási díjért. Ez utóbbi egyébként egy 210 kW-os töltő esetében évente2,5 millió forintot tenne ki."
Ez az összeg már ténylegesen befolyásolja az üzleti tervet.
"Az ABB ezt szinkron reluktancia motorral érte el, amiben nincs mágnes a forgórészben, sem örvényáramok, tehát nem is melegszik, veszteség sem keletkezik benne."
