Jako by se historie pomalu vracela. Když Alessandro Volta v roce 1800 zapojil svou baterii, dráty začal poprvé téct stejnosměrný proud. Ještě v 80. letech 19. století stejnosměrný proud napájel pouliční obloukové lampy a osvětlení v interiérech. Postupně ho však na dlouho nahradil proud střídavý. V posledních letech ovšem energetici začínají ke stejnosměrnému proudu opět vzhlížet.
Díky stejnosměrnému proudu dokážou překlenout obrovské vzdálenosti mezi elektrárnami a průmyslovými regiony. Velké námořní větrné parky díky němu mohou dodávat elektřinu do sítě. Začíná se o něm uvažovat i pro vedení elektřiny v domácnostech a firmách. „Ve Freiburgu máme projekt zelené budovy. Uvnitř budovy se zabýváme také využitím stejnosměrného proudu. Důvodem je, že v interiérech se používají stále častěji zařízení, která potřebují stejnosměrný proud, jako třeba světla s LED diodami. Když se podívám na svou domácnost, tak většina zařízení pracuje se stejnosměrným proudem,“ vysvětluje Michael Weinhold, technologický ředitel společnosti Siemens.
Před rozšířením stejnosměrného proudu na nízkých napěťových hladinách se musí vědci shodnout, jaké napětí by bylo ve stejnosměrné síti nejlepší. „Někdo prosazuje 380 voltů, ale to by vyžadovalo zabudování bezpečnostních prvků. Kdybyste vytáhli zástrčku ze zásuvky, hrozilo by jiskření. Takže byste potřebovali inteligentní zásuvku se senzory, která sníží proud na nulu na okamžik, kdy se spojení přerušuje,“ dodává Weinhold.
Čínské superlinky
Zatímco stejnosměrné sítě v bytech jsou zatím vizí budoucnosti, provozovatelé přenosových sítí už mají k dispozici vedení, které elektřinu přenášejí pod napětím 800 tisíc voltů. To je dvakrát více, než je nejvyšší napětí v české přenosové soustavě. Premiantem ve využívání stejnosměrného proudu je Čína, kde jsou velké elektrárny v západních oblastech, zatímco většina spotřeby se odehrává v přímořských regionech. Často je dělí vzdálenosti přes dva tisíce kilometrů.
První stejnosměrnou linku ultravysokého napětí spustili Číňané v roce 2010. Tehdy dokončili vedení od velké vodní elektrárny Siang-ťia-pa v jihozápadní provinci Jün-nan do východočínské Šanghaje. Linkou lze přenést až 6400 megawattů elektřiny, což odpovídá zhruba polovině maximálního odběru elektřiny v Česku, který nastává v zimních měsících.
Aktuálně provozovatel čínské přenosové sítě staví superligu ze severozápadní provincie Sin-ťiang s uhelnými a větrnými elektrárnami do východní provincie An-chuej. Dráty v délce 3400 kilometrů budou přenášet až 12 tisíc megawattů elektřiny s napětím 1,1 milionu voltů. Kapacita této linky by dokázala pokrýt celé potřeby Česka. Čína by do roku 2030 měla mít 23 těchto stejnosměrným linek.
Výhodou stejnosměrného proudu je, že díky němu lze přenášet elektřinu na obrovské vzdálenosti bez velkých ztrát energie. Pro dodávku v konečné destinaci se ovšem musí přeměnit zpět na střídavý proud, který lze zase snadno převádět mezi jednotlivými napěťovými hladinami.
Světové plány
Číňané už vyhráli kontrakt na vybudování stejnosměrné linky dlouhé 2500 kilometrů v Brazílii. Od vodní elektrárny Belo Monte s instalovaným výkonem jako jedenáct temelínských jaderných bloků povede elektřinu do Rio de Janeira.
Indie si nechá od evropských a amerických společnosti ABB, Siemens a General Electric postavit stejnosměrnou linku, která dovede elektřinu z vodních elektráren v severním státě Assam do státu Uttar Pradéš, což je nejhustěji zalidněná oblast Indie. S přenosovou kapacitou 6000 megawattů bude schopna zásobovat elektřinou 90 milionů Indů.
Podobné linky by se měly stavět také v USA. V centrálních oblastech USA sice žije poměrně málo lidí, ale jsou tam vhodné podmínky pro stavbu větrných elektráren. Elektřinu, kterou vyrobí, by mělo stejnosměrné vedení dodávat třeba do Kalifornie nebo Tennessee.
Pozadu nehodlají zůstat ani Evropané. Vysokonapěťové stejnosměrné vedení vyvádí výkon velkých větrných parků v Severním moři.
Tři evropští provozovatelé přenosových soustav, holandské TenneT TSO, dánské Energinet a německé TenneT, se už dohodli na vybudování obřího systému pro výrobu a dopravu ekologické elektřiny z větru.
Více o energetice čtěte v magazínu E15 Premium. Objednávejte zde >>>
Magazín E15 Premium Energie Česka • E15
V Severním moři vybudují umělý ostrov, kde se budou scházet dráty od okolních větrných parků, které by mohly v roce 2050 pokrýt spotřebu až 100 milionů Evropanů. Celkový výkon až 100 tisíc megawattů by měly dopravit na pevninu právě stejnosměrné linky.
Německý pilot
Německo musí urychleně vyřešit, jak dostane elektřinu vyrobenou z větru na severu na průmyslový jih. V roce 2022 tam skončí výroba v jaderných elektrárnách a náhradou za ně by měla být právě zelená energie ze severu. Vysokokapacitní přenosové linky ovšem zatím chybí.
Jako první by měla přenosová síť Amprion spustit v roce 2021 linku Ultranet, která přivede elektřinu do bavorského Philippsburgu, kde v roce 2019 ukončí provoz jaderná elektrárna s výkonem 2000 megawattů. Amprion zvolil pro Ultranet stejnosměrnou technologii. Proti čínským linkám to ovšem bude chudý příbuzný. Bude mít délku 340 kilometrů.
Poprvé se ale dráty se stejnosměrným proudem zavěsí na sloupy, které zároveň nesou kabely se střídavým proudem. „Zatím to nikdo nezkusil. Provedli jsme spoustu simulací, jak ovlivní stejnosměrné vedení dráty se střídavým proudem. Zjistili jsme, že to půjde,“ vysvětluje Klaus Kleinekorte z Amprionu. Linka by měla stát 900 milionů eur. Díky zavěšení drátů na stávající sloupy, nemusí Amprion zakopávat kabely pod zem, jako provozovatelé dalších plánovaných elektrických dálnic.
Pro výrobce zařízení pro vysokonapěťová stejnosměrná vedení je nynější boom vítanou byznysovou příležitostí. Loni trh těchto zařízení měl hodnotu 6,79 miliardy dolarů, odhaduje konzultantská společnost Markets and Markets. Už v roce 2023 by celosvětový trh s vysokonapěťovými stejnosměrnými technologiemi měl mít hodnotu 11,52 miliardy dolarů.
