Thread by @pkese

Zdaj lahko pričakujemo, da nam bodo politiki razlagali:

1) kako presežek fotovoltaične elektrike ni bil razlog za razpad španskega elektrosistema in

2) da bi baterije lahko ta razpad preprečile,

... kar implicitno samo potrjuje, da je razlog točno v OVE. 🧵1/n

Če pogledamo situacijo tik pred razpadom omrežja je videti dvoje:

1) 75-78% elektrike je bilo iz obnovljivih virov, večinoma od fotovoltaike,

2) imeli so približno 7000 MW presežka, elektrike, ki so ga izvažali.

https://x.com/sapp_erlot/status/1917033486411522538

Velik špajnski izvoz potrjuje spodnji graf, ki prikazuje, da je po 'izklopu' Španije, frekvenca v preostanku EU padla močno padla, nakar se je omrežje stabiliziralo (btw. bili smo precej blizu razpada omrežja tudi drugje po EU). 3/n

https://x.com/Nexuist/status/1916875080228917471

Ok, ampak zakaj je problem, če je na omrežju velik presežek energije iz fotovoltaičnih in vetrnih elektrarn relativno na klasične vire? 4/n

Klasične elektrarne imajo velike rotirajoče mase, s katerimi se da načrtovano uravnavati frekvenco. 5/n

Tako elektrarno (elektrosistem) se da uravnavati s klasičnim pristopom teorije krmilnih sistemov: operater se odloči, da hoče na omrežju imeti frekvenco X in krmilni sistem odpira in zapira loputo pred turbino in s tem prispeva k uravnavanju frekvence na omrežju.

Točno to se je včeraj zgodilo na kontinentu, ko je razpadel sistem v Španiji:
sprva je frekvenca padla, potem so se na termo in hidro elektrarnah odprle lopute, v jedrskih elekrarnah so se dvignile krmilne palice ... in frekvenca se je dvignila nazaj na normalno. 7/n

Pomembno je razumeti, da ko se odprejo lopute na elektrani, to primarno ne vpliva toliko na dvig napetosti na omrežju, ampak bolj na dvig frekvence omrežja (napetost je tu sekundarna). 8/n

Fotovoltaični inverterji delujejo pa na malo drugačen princip.

Ravno tako vsebujejo krmilnike, ki skrbijo da v omrežje oddajajo izmenično napetost, ki je skladna s frekvenco na omrežju, vendar
1) operater omrežja nima možnosti nastavljati željene frekvence na omrežju
2) inverterji namesto tega dvigujejo napetost na omežju.

Na ta način smo v sistem dodali manjše proizvajalce s svojimi lastnimi krmilnimi sistemi: recimo da je vsaka sončna elektrarna na strehi en tak modro-osenčen pravokotnik na grafu.
Vsaka taka elekrarna spremlja, kaj se dogaja na omrežju in proizvaja elektriko skladno s tem.

Zunaj tega (belo območje) pa klasičen operater še vedno s klasičnimi elektrarnami skuša kontrolirati celoten sistem in mu dajati ritem, oz. ga približno na tak način, kot kot dirigent dirigira orkester.

Težava tukaj je, da vse te fotovoltaične elekrarne ne vidijo dirigenta, ampak igrajo na slepo: poslušajo, kako igrajo ostali igralci okrog njih in igrajo v ritmu z njimi

Konkretneje: FVE inverterji spremljajo samo napetost in frekvenco, ki jo vidijo na omrežju okrog sebe.

Dokler je teh 'slepih' igralcev v orkestru malo, toliko časa orkester lahko igra ubrano.
Problem se pojavi, ko ti igralci postanejo večina in začnejo poslušati eden drugega.

Takrat dirigent nima več neposrednega vpliva na orkester:
- tisti ki so v prvi vrsti igrajo skladno z dirigentom
- oni zadaj malo odtavajo po svoje, sčasoma se zavejo da so zašli in utihnejo
... oz se začnejo pojavljati "nepričakovane močne oscilacije."

In ko je kaos dovolj velik, orkester utihne.

Fotovoltaični inverterji imajo detektor za tak kaos in ga preprečujejo s tem, da se enostavno odklopijo iz omežja (i.e. prenehajo pošiljati elektriko v omrežje), ko napetost ali frekvenca začne preveč odstopati od nominalne. 16/n

To je zelo smiseln mehanizem, ki deluje dokler je teh inverterjev v omrežju malo, oz. so v manjšini.

Ko je pa teh inverterjev veliko, pa to izklapljanje ni več "sem in tja kakšen," ampak se lahko začnejo izklapljati vsi hkrati, usklajeno, kar potem na omrežju povzroči oscilacije

Na dolgi rok se da take probleme reševati tako, da se na omrežje doda velikanske baterije, ki jih lahko uravnava operater in z njimi kompenzira oz. amortizira potencialne oscilacije, ki jih pozvročajo FVE.

Še boljši način bi bil, če bi operater omrežja lahko na daljavo nastavljal parametre (frekvenco, fazo, moč) na vsaki fotovoltaičnih elekrarni na strehi, ampak tako tehnološko, kot družbeno je to precejšen izziv ...

... plus nihče ne more garantirati delovanja takega sistema če se ugasne internet (ali pač komunikacijski kanal, ki se za uporablja za to krmiljenje).

V tem primeru potem pravilno delovanje elektrosistema samo še dodatno pogojuješ s pravilnim delovanjem komunikacijskega kanala.

Za konec bom prilepil še tale komentar. Bil je dodan nekje na sredini te niti, pa bi bilo škoda da se izgubi, ker vsebinsko lepo dopolnjuje zgoraj napisano: en kup fotovoltaike se je iz omrežja izklopilo hkrati.

https://x.com/xmp125b/status/1917149387429679426

Tule je sicer zanimiva izjava: "why it was not adjusted"

15 GW izpada v zgolj nekaj sekundah enostavno ne moreš skompenzirati.

Zgoraj smo videli, da zaradi 7 GW izpada iz Španije skoraj klecnilo celo evropsko omrežje,
ne pa da bo 15 GW skompenzirala ena bistveno manjša Španija.

@prerok @VaneGosnik Še bolj verjetno je pa, da to naredijo skupaj s kakšno oscilacijo na omrežju (kakšna pozitivna povratna povezava čez omrežje, ki amplificira problem).