Dunkelflaute czyli susza OZE. Ważnym wyzwaniem podczas transformacji energetycznej

Czym jest Dunkelflaute? W teorii to okresy o bardzo niskiej lub zerowej wietrzności i nasłonecznieniu, skutkujące fizyczną niemożliwością generacji wymaganych poziomów mocy przez źródła pogodozależne (wiatr, PV).

Oznacza to, że w okresach wielogodzinnego lub wielodniowego braku generacji mocy przez OZE, system będzie musiał polegać na źródłach takich jak:

• cieplne jednostki wytwórcze (np. gaz, gaz + CCS, atom, biopaliwa, wodór)
• magazyny o wysokiej mocy i długim czasie pracy (powyżej 8 godzin), pod warunkiem uprzedniego naładowania rezerwuaru do wymaganych poziomów
• import energii (w ograniczonym stopniu, w zależności od korelacji warunków pogodowych w systemach sąsiednich)
• redukcja poboru / reakcja strony popytowej (DSR).

Okresy Dunkelflaute mogą także stanowić wyznanie z punktu widzenia zapewnienia odpowiedniego poziomu rezerw mocy na potrzeby kontroli niewielkich odchyłek częstotliwości oraz na wypadek awaryjnej utraty dużego źródła wytwórczego (FCR, FRR „w górę”). 

Warto to zjawisko przedstawić na przykładzie, w dniach 23 – 26 stycznia 2023 roku obserwowaliśmy tzw. suszę OZE w Polsce, przejawiało się to przede wszystkim:

• Pomimo ok. 12,3 GW mocy zainstalowanej w fotowoltaice oraz ok. 9,1 GW mocy zainstalowanej w lądowej energetyce wiatrowej, niska
  wietrzność oraz typowe zimą niskie nasłonecznienie sprawiły, że chwilowe współczynniki wykorzystania (tzw. capacity factor) obydwu
  technologii nie przekraczały 8%.
• W tych dniach występowało również – typowe dla dni zimowych – wysokie zapotrzebowanie na moc w systemie.
• W efekcie, praca KSE opierała się o sterowalne źródła cieplne.

Warto podkreślić, że wyzwania Dunkelflaute oznaczają iż systemy elektroenergetyczne będą musiały posiadać odpowiednią ilość mocy sterowalnych (cieplnych, magazynowych), importowych oraz DSR zdolnych do pokrycia zapotrzebowania w okresach „suszy OZE”.