Solární zdroje mají doplnit vodní elektrárny
Paraguay má podle studie celkem 8 800 MW instalovaného výkonu ve vodních elektrárnách. Do této hodnoty spadá 7 000 MW systému Itaipu pracujícího s frekvencí 50 Hz, 1 600 MW elektrárny Yacyretá a 200 MW elektrárny Acaray.
Tato kapacita nemusí v dalších letech pokrýt veškerou spotřebu. Plánovací studie citované v práci uvádějí, že kolem roku 2029 by mohla být nedostatečná. Výzkum proto prověřil několik variant připojení fotovoltaických elektráren s celkovým výkonem od 100 do 1 000 MW.
Studii s názvem „Use of photovoltaic generation to meet Paraguayan electricity demand and dampen inter-area electromechanical oscillations“ představil Manuel Sosa Ríos z technického ředitelství Itaipu na fóru Cigre Energy Forum 2026 v kanadském Calgary. Podrobnosti zveřejnil pv magazine.
Paraguay má pro solární výrobu vhodné podmínky. Studie pracuje s průměrným ročním denním globálním ozářením 5,08 kWh/m². Tento údaj popisuje množství sluneční energie dopadající na vodorovnou plochu. Neříká však, kolik elektřiny by konkrétní elektrárna skutečně vyrobila. Do výsledku by vstoupila orientace panelů, jejich účinnost, teplota i síťová omezení.
Problémem jsou pomalé výkyvy v propojené síti
Výzkum se nezaměřil pouze na výrobu elektřiny. Posuzoval také stabilitu soustavy propojené s Argentinou, která v současném uspořádání funguje od prosince 2022.
V takové síti mohou vznikat elektromechanické oscilace. Jde o pomalé změny výkonu a úhlové rychlosti generátorů, které se přenášejí mezi vzdálenými částmi soustavy. Pokud se dostatečně rychle utlumí, provoz sítě zůstane stabilní. Při slabém tlumení se mohou naopak výkyvy prodlužovat a zhoršovat řízení přenosové soustavy.
Studie uvádí oscilace s frekvencí od 0,33 do 0,41 Hz. To znamená, že se sledovaný děj opakuje přibližně jednou za dvě až tři sekundy. Nejde o běžné kolísání výroby způsobené každým oblakem. Výzkum se zabývá vlastností celé propojené soustavy a reakcí jejích zdrojů.
Itaipu dnes využívá stabilizátor elektrizační soustavy, známý jako PSS. Jeho úkolem je upravovat řízení generátoru tak, aby se podobné výkyvy rychleji zmenšovaly. Podle simulací však jeho účinek nemusí být za určitých podmínek dostatečný.
Řízení fotovoltaiky změnilo výsledek simulace
Autoři do modelu přidali regulátor tlumení výkonových oscilací, označovaný jako POD. Nešlo tedy o běžnou fotovoltaiku, která pouze dodává elektřinu podle okamžitého výkonu slunce. Řídicí systém dostává informace o chování sítě a upravuje činnost elektrárny tak, aby pomohla stabilizovat sledovaný režim.
Výpočty prověřily tři místa připojení: rozvodnu Villa Hayes na napětí 500 kV, rozvodnu Villa Hayes na napětí 220 kV a rozvodnu Acaray na napětí 220 kV. Tato místa byla vybrána proto, že umožňují sledovat oscilace mezi oblastmi elektrizační soustavy.
V modelovém scénáři, v němž byl stabilizátor Itaipu vyřazen z provozu, vznikl nestabilní režim s frekvencí 0,4 Hz. Jeho tlumení dosahovalo záporné hodnoty 4,96 %, což znamená, že se výkyv podle použitého výpočtu nezmenšoval, ale zesiloval.
Po přidání fotovoltaických zdrojů vybavených regulátorem POD se model ve všech třech sledovaných místech stabilizoval. Tento výsledek neznamená, že každá solární elektrárna automaticky zlepší stav sítě. Záleželo na nastavení regulátoru, místě připojení a vlastnostech celého systému.
Baterie mají vykrýt rychlé změny výroby
Studie doporučuje instalovat po boku fotovoltaických elektráren také bateriová úložiště (BESS). Akumulace má v systému zajistit odpovídající odezvu během přechodových dějů a zmírnit dopady náhlých změn slunečního záření.
Výzkum má však zásadní omezení. Autoři použili obecné modely solárních elektráren v simulačním programu Anatem, nikoli parametry konkrétního budoucího projektu. Výpočty proto ukazují technickou možnost na úrovni počítačového modelu, nikoli ověřený výsledek z běžného provozu. Další práce má prověřit jiná místa připojení a další signály pro řízení.
