Využití elektrické energie v českých zemích sahá až do roku 1878, kdy byla poprvé použita v Moravské Třebové k osvětlení tkalcovny lnu pomocí obloukových lamp. Vzhledem k tomu, že vyrobená elektřina byla spotřebována přímo v místě výroby, nevznikl požadavek na přenosovou soustavu.
S elektrifikací stále více budov v dalších letech však vyvstala nutnost distribuovat elektřinu dalším spotřebitelům z místa výroby. Toho bylo primárně dosaženo pomocí venkovních vedení pracujících na různých napěťových úrovních, ale obecně to bylo stále omezeno na místní distribuci elektřiny.
Postupem času vznikaly Městské elektrárny, které elektřinu nejen vyráběly, ale i distribuovaly a především zásobovaly veřejné osvětlení obcí. To vedlo k připojení domácností do nově zřízené sítě. První Městskou elektrárnu postavila v roce 1889 pražská městská část Žižkov, což znamenalo instalaci dynama do místní plynárny.
Zpočátku byly všechny elektrárny navrženy tak, aby vyráběly stejnosměrný proud. Avšak na konci 19. století, konkrétně v roce 1897, byl schválen plán postavit první elektrárnu na střídavý proud. Poté byl v roce 1900 v pražských Holešovicích uveden do provozu první generátor schopný vyrábět třífázovou energii.
V roce 1918, kdy vznikla ČSR, bylo elektřinou napájeno pouze 11 % měst a obcí, přestože v těchto oblastech žilo 34 % obyvatel. Současná přenosová a distribuční soustava vděčí za svou existenci nejvýznamnější hybné síle svého tehdejšího vzniku. Po založení 25 všestranných elektroenergetických společností byl zaveden mandát, který od nich vyžadoval, aby poskytovaly přístup k elektřině každému jednotlivci v jejich přidělené jurisdikci, s výjimkou případů, kdy by připojení nebylo finančně proveditelné. Napětí sítě bylo stanoveno na 3x380 V/220 V s frekvencí 50 Hz a napětí pro primární distribuční sítě bylo stanoveno na 22 kV a 100 kV.
Od počátku 20. století se systém elektrifikace posunul směrem k výstavbě rozsáhlých a propojených elektráren. Tento posun nakonec vyústil v dokončení páteřního přenosového systému do 80. let.
Jaké jsou hlavní součásti elektrické přenosové soustavy v České republice?
Přenos elektrické energie z elektráren do rozvoden umožňuje síť zařízení nazývaná elektrický přenosový systém. Tato páteřní, přenosová soustava je napojena na evropskou mezinárodní síť, která na sebe dokáže reagovat a její nejvyšší napětí pro Českou republiku je 400 kV a 220 kV. Provozovatelem této soustavy je společnost ČEPS dle energetického zákona č. 458/2000 Sb. Distribuce elektrické energie z těchto rozvoden k jednotlivým spotřebitelům se nazývá distribuční soustava. Mezi nejvýznamnější distributory elektrické energie patří české společnosti ČEZ a PRE, či zahraniční E.ON.
Alternátory používané v elektrárnách obvykle pracují na napěťových úrovních několika kV. Ve velkých blocích elektráren tak mohou alternátory produkovat proudy až desítky kA. To však přináší dva hlavní problémy. Za prvé, vodiče potřebné k přenosu takových proudů by musely mít extrémně velké průřezy a byly by vystaveny vysokým magnetickým silám, které by je vystavovaly značnému mechanickému namáhání. Za druhé, ztráty ve vedení rostou úměrně druhé mocnině proudu. Pro zmírnění těchto problémů je výhodnější použít vyšší přenosové napětí při přenosu na dlouhé vzdálenosti, protože pro přenos stejného množství výkonu stačí menší proud. Pro zvýšení úrovně napětí alternátorů se používají blokové transformátory, které jsou obvykle umístěny v areálu elektrárny. Na konci přenosové soustavy jsou integrovány snižovací transformátory, které dodávají energii do distribuční sítě při různých úrovních napětí. Jedním z nejvýraznějších rysů elektrické energie je její neschopnost ukládat její velké množství. Z tohoto důvodu je klíčové neustále udržovat konzistentní rovnováhu mezi výrobou a spotřebou elektřiny. Pro zajištění optimální účinnosti během přenosu je navíc důležité minimalizovat fázový posun mezi napětím a proudem. To vyžaduje použití specializovaných kompenzačních zařízení, která jsou začleněna do přenosového systému.
Stručně řečeno, Česká republika má vyvinutý elektrický přenosový systém, který je efektivní, spolehlivý a udržitelný díky výzkumným projektům prováděným v této oblasti.
Česká republika aktivně usiluje o přechod k nízkoemisním zdrojům pro výrobu elektřiny. Tento posun byl již částečně úspěšný, 49 % výroby elektřiny v ČR pochází z nízkoemisních zdrojů. To je obrovské zlepšení ve srovnání s evropským průměrem 33 %. Tohoto posunu ve výrobě elektřiny bylo dosaženo využitím obnovitelných zdrojů a jaderné energie. Česká republika také aktivně snižuje svou závislost na uhlí a dalších fosilních palivech při výrobě elektřiny. Toho je možné díky využití nových technologií, jako jsou chytré sítě a systémy skladování energie, a také přijetím politiky, které podporují obnovitelné zdroje energie. Česká republika navíc intenzivně investuje do rozvoje nové infrastruktury, která umožní efektivní přepravu elektřiny z jednoho regionu do druhého. To zahrnuje zlepšení přenosových vedení a vývoj nového vedení stejnosměrného vysokého napětí (HVDC), které umožní větší kontrolu nad dodávkou elektřiny. Tyto snahy umožní České republice stát se lídrem v oblasti výroby a dopravy elektřiny.
Jaké jsou zdroje výroby elektřiny v ČR?
Česká republika má různé zdroje výroby elektřiny. Hlavními zdroji jsou jaderná energie, hnědé uhlí a černé uhlí. Země má také značné zásoby lignitu a černého uhlí, přičemž lignit obsahuje odhadem 750 milionů tun a černé uhlí se odhaduje na 880 milionů tun. Očekává se, že toto množství vydrží dalších sto let. Česká výroba elektřiny je navíc silně závislá na jaderných zdrojích, jaderné elektrárny poskytují 41 % veškeré elektřiny a Státní energetická politika upřednostňuje dostavbu dalších jaderných bloků na výrobu 20 Terrawatthodin (TWh) do roku 2035. Fosilní zdroje poskytují 53% podíl a cca 6 procent tvoří obnovitelné zdroje energie, jejichž podíl na výrobě elektřiny neustále roste. Za zmínku stojí, že Česká republika také exportuje elektrickou energii.
Jakým výzvám čelí elektrizační přenosová soustava v České republice?
Elektrická přenosová soustava České republiky čelí několika výzvám souvisejícím s využitím technologie blockchain. Analýza trhu s elektřinou odhalila, že technologie blockchain by mohla být využita ke snížení cen elektřiny a zvýšení využívání obnovitelných zdrojů energie. Tato technologie musí rovněž čelit problémům se správou a administrativou, jakož i poklesu průmyslové spotřeby. Elektrická přenosová soustava ve středoevropském regionu (Německo, Česká republika, Slovenská republika, Polsko a Rakousko) navíc čelí řadě problémů s přetížením. Je to proto, že německá přenosová síť čelí vážným problémům s přetížením, a to hlavně v letních měsících, kdy mají domácnosti potíže s využíváním více než 35 % své elektřiny vyrobené pomocí vlastních fotovoltaických elektráren. Řešením jsou vznikající „inteligentní sítě“. Chytrá síť je technologie, jejímž cílem je snížit spotřebu elektřiny ve špičce a zvýšit využívání obnovitelných zdrojů energie.
