SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE

TECHNICKÁ FAKULTA

2118140

MOŽNOSTI OPTIMALIZÁCIE VYUŽITIA ELEKTRICKEJ

ENERGIE U VEĽKOODBERATE ĽOV

2010 Bc. Marcel Fačkovec

SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA V NITRE

TECHNICKÁ FAKULTA

MOŽNOSTI OPTIMALIZÁCIE VYUŽITIA ELEKTRICKEJ

ENERGIE U VEĽKOODBERATE ĽOV

Diplomová práca

Študijný program: Informačná a automatizačná technika v kvalite

produkcie

Študijný odbor: 5.2.57 Kvalita produkcie

Školiace pracovisko: Katedra elektrotechniky, automatizácie a

informatiky

Školiteľ: Ing. Ľudovít Nagy

Nitra 2010 Bc. Marcel Fačkovec

Abstrakt

Neustály nárast cien elektrickej energie zasahuje všetkých jej užívateľov.

Vynakladanie finančných prostriedkov rastie spolu s cenami elektriny, čo núti jej

spotrebiteľov k optimalizácii nákladov na jej zaobstaranie. Optimalizácia neznamená len

snahu spotrebovať čo najmenšie množstvo energie, ale aj jej najefektívnejšie využitie, s čo

najvyššou účinnosťou a najmenšími stratami, pri udržaní primeraného životno-pracovného

štandardu.

Kľúčové slová: optimalizácia, elektrická energia, tarifa, regulácia

Abstract

The constant rise of electricity price influences all of its users. Outgiving of

finances rises together with the price of electric energy, making its users optimalise the

costs of aquiring it. To optimalize doesn´t only mean to use as less electricity as possible,

but also its most efective usage with maximal outcome and the smallest losses, while

keeping satisfactual life and work standards.

Key words: optimizing, electric energy, tariff rate, regulation

Čestné vyhlásenie

Podpísaný Marcel Fačkovec vyhlasujem, že som diplomovú prácu na tému

„Možnosti optimalizácie využitia elektrickej energie u veľkoodberateľov“ vypracoval

samostatne s použitím uvedenej literatúry.

Som si vedomý zákonných dôsledkov v prípade, ak uvedené údaje nie sú pravdivé.

V Nitre 30.4.2010

Bc. Marcel Fačkovec

Poďakovanie

Touto cestou vyjadrujem poďakovanie pánovi Ing. Ľudovítovi Nagyovi za

pripomienky a odbornú pomoc pri vypracovaní diplomovej práce.

Nitra 30.4.2010

Bc. Marcel Fačkovec

Použité označenie

SR – Slovenská Republika

EÚ – Európska únia

ZSE – Západoslovenská energetika, akciová spoločnosť

SSE – Stredoslovenská energetika, akciová spoločnosť

VSE – Východoslovenská energetika, akciová spoločnosť

ÚRSO – Úrad pre reguláciu sieťových odvetví

NN – nízke napätie

VN – vysoké napätie

VVN – veľmi vysoké napätie

W - watt

kW - kilowatt

kWh – kilowatthodina

MWh – megawatthodina

GWh – gigawatthodina

NT – nízka tarifa

VT – vysoká tarifa

V – volt

A – ampér

HDO – hromadné diaľkové ovládanie

TÚV – teplá úžitková voda

7

Obsah

Úvod ....................................................................................................................................... 9

1. Prehľad súčasného stavu riešenej problematiky ........................................................ 10

1.1 Elektrické veličiny ......................................................................................................... 10

1.2 Kompenzácia jalového výkonu ...................................................................................... 11

1.3 Meranie spotreby elektrickej energie ............................................................................. 12

1.3.1 Indukčný elektromer ............................................................................................... 13

1.3.2 Digitálny elektromer ............................................................................................... 14

1.4 Výroba elektrickej energie na Slovensku ...................................................................... 15

1.5 Spôsoby výroby elektrickej energie ............................................................................... 17

1.6 Distribúcia elektrickej energie na Slovensku ................................................................. 22

2. Cieľ práce ....................................................................................................................... 24

3. Metodika práce .............................................................................................................. 25

4. Výsledky práce ............................................................................................................... 26

4.1 Platobné produkty dodávateľov elektrickej energie ...................................................... 26

4.1.1 Platobné produkty spoločnosti Západoslovenská energetika a.s. ........................... 26

4.1.2 Platobné produkty spoločnosti Stredoslovenská energetika, a.s. ............................ 29

4.1.3 Platobné produkty spoločnosti Východoslovenská energetika, a.s. ....................... 31

4.2 Porovnanie veľkoodberateľov elektrickej energie z tarifného hľadiska ........................ 33

4.2.1 Západoslovenská energetika - Distribúcia a.s. ........................................................ 34

4.2.2 Stredoslovenská energetika – Distribúcia a.s. ........................................................ 35

4.2.3 Východoslovenská distribučná a.s. ......................................................................... 36

4.3 Analýza možností regulácie odberu elektrickej energie ................................................ 38

4.3.1 Regulácia štvrťhodinového maxima ....................................................................... 38

4.3.2 Regulácia jalového výkonu ..................................................................................... 42

4.4.1 Energetický audit .................................................................................................... 46

8

4.4.2 Regulácia odberu elektrickej energie ...................................................................... 47

4.4.3 Využitie energeticky úsporných elektromotorov a meničov frekvencie ................ 51

4.4.4 Alternatívne možnosti optimalizácie využitia elektrickej energie ......................... 55

5. Diskusia ........................................................................................................................... 59

6. Záver ................................................................................................................................ 61

7. Použitá literatúra .............................................................................................................. 63

8. Použité internetové zdroje ............................................................................................... 64

9

Úvod

Ľudská spoločnosť je odpradávna závislá na zdrojoch energie. Najzákladnejšie

formy využívania energie, ako je oheň, poznal človek už pred mnohými tisícročiami.

S rozvojom ľudskej spoločnosti sa rozvíjala aj túžba človeka objavovať niečo nové, medzi

inými aj nové formy energie. Objavenie elektrickej energie patrí doposiaľ k najväčším

a najvýznamnejším ľudským vynálezom. Elektrická energia umožnila závratný rast

priemyslu, ekonomiky, vedy, ale aj kultúry a ľudskej spoločnosti ako takej. Elektrickú

energiu využíva takmer každý obyvateľ našej planéty pre každodenné zabezpečenie

svojich životných a kultúrnospoločenských potrieb. Spolu s ostatnými formami energie

zabezpečujú plynulý a rozvinutý život ľudstva. V dnešnej dobe sú najväčším zdrojom

energie neobnoviteľné zdroje energie, ako ropa, zemný plyn, uhlie, alebo urán. S rozvojom

priemyslu a nárastom populácie priamo súvisí aj väčšia spotreba energií. Dopyt po

energiách neustále rastie, čo má za následok stále väčšiu produkciu energonosičov, ako sú

elektrická energia, plyn, benzín, nafta, uhlie a iné. Keďže sa zásoby fosílnych palív, ako

najvýznamnejších zdrojov energie, preukázateľne zmenšujú spolu s vysokým dopytom po

energiách to má za následok neustály nárast cien energií, vrátane elektrickej energie.

Ekonomický a hospodársky rast rozvojových krajín a nárast populácie môžu spôsobiť

v najbližších desaťročiach zdvojnásobenie dopytu po energiách. Tento prudký nárast sa

podarí vykryť len s veľkou námahou a snahou celej populácie. Vedci na celom svete,

podporovaní štátnymi organizáciami a veľkými spoločnosťami, sa snažia o rozvoj nových,

alternatívnych, zdrojov energií a zefektívnení tých súčasných. Dôležitou úlohou však

zostáva zníženie aktuálnej spotreby energie. Každý človek aj každá firma dokáže pri

dostatočnej snahe znížiť svoju spotrebu elektriny. Optimalizácia nákladov na elektrinu sa

netýka len priameho zníženia spotreby menším využívaním elektrospotrebičov, ale najmä

používania úspornejších, efektívnejších a sofistikovanejších spotrebičov, využitia

„lacnejšej“ elektriny v čase platnosti nízkej tarify, zníženia energetických strát, napríklad

pri vykurovaní a príprave teplej úžitkovej vody, využitie odpadovej energie

a v neposlednom rade aj využitia alternatívnych zdrojov energie. Optimalizácia sa týka

každého užívateľa elektrickej energie a je na každom osobitne, akým spôsobom a v akej

miere ju využije.

10

1. Prehľad súčasného stavu riešenej problematiky

1.1 Elektrické veličiny

Elektrický prúd je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje množstvo elektrického

náboja, ktorý prejde vodičom za jednotku času. Označuje sa písmenom I a jednotkou

ampér (A). Poznáme jednosmerný prúd, ktorého veľkosť ani smer sa v čase nemení,

a striedavý prúd. Jeho veľkosť sa v čase mení s určitou periódou, pričom jeho stredná

hodnota je nulová. Časový priebeh prúdu môže byť rôzny, v praxi sa najviac používa

sínusový tvar priebehu striedavého prúdu. Ďalšími typmi priebehu môžu byť pílovité,

obdĺžnikové, trojuholníkové a iné.

Elektrické napätie je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje rozdiel elektrických

potenciálov dvoch bodov a predstavuje energiu potrebnú na prenesenie elektrického náboja

medzi týmito bodmi. Označuje sa písmenom U a jednotkou volt (V). Ak pripojíme na

konce vodiča elektrické napätie, bude ním tiecť elektrický prúd podľa Ohmovo zákona:

(1)

kde I je veľkosť elektrického prúdu, U je veľkosť elektrického napätia a R je odpor vodiča.

Elektrický výkon je fyzikálna veličina vyjadrujúca súčin jednosmerného

elektrického prúdu a napätia. Označuje sa písmenom P a jednotkou Watt (W).

(2)

kde P je elektrický výkon, U je veľkosť elektrického napätia a I je veľkosť elektrického

prúdu.

V obvodoch striedavého prúdu poznáme tri základné druhy elektrického výkonu :

1. Činný výkon (3)

2. Jalový výkon (4)

3. Zdanlivý výkon (5)

11

kde P je veľkosť činného výkonu, Q je veľkosť jalového výkonu, S je veľkosť zdanlivého

výkonu, U je veľkosť efektívnej hodnoty striedavého napätia, I je veľkosť efektívnej

hodnoty striedavého prúdu a φ je fázový posun medzi vektormi hodnôt U a I.

Elektrická práca je fyzikálna veličina vyjadrujúca veľkosť elektrického výkonu za

čas. Označuje sa písmenom A a jednotkou wattsekunda (Ws).

(6)

kde A je elektrická práca, P je elektrický výkon a t je čas, za ktorý sa výkon odoberá.

1.2 Kompenzácia jalového výkonu

Elektrické spotrebiče určené na striedavé napájacie napätie, majú v idealizovanom

priblížení jeden z troch možných charakterov:

- ideálny ohmický odpor,

- ideálna indukčnosť,

- ideálna kapacita.

Ak pripojíme na zdroj striedavého napätia ideálny činný odpor, teda taký spotrebič, ktorý

by nemal žiadnu indukčnosť ani kapacitu, pretekajúci prúd sleduje časový priebeh napätia

bez oneskorenia či predbiehania. Ak pripojíme na zdroj striedavého napätia ideálnu

indukčnosť, teda taký spotrebič, ktorý by nemal žiadnu kapacitu ani ohmický odpor, ale

tvorí okolo seba silné magnetické pole, musí pretekajúci prúd najprv vytvoriť toto

elektromagnetické pole, a preto sa rast prúdu oneskorí za rastom napätia. Oneskorenie

prúdu (fázový posun) je štvrť periódy. V elektromagnetickom poli sa nahromadila energia,

ktorá sa uplatní, hneď ako prúd dostáva klesajúcu tendenciu, a to tak, že sa vracia späť do

elektrického obvodu a spomaľuje tým pokles prúdu. Indukčnosť pôsobí ako zotrvačník. Ak

pripojíme na zdroj striedavého napätia ideálnu kapacitu, teda taký spotrebič, ktorý by

nemal žiadnu indukčnosť ani ohmický odpor, ale tvorí elektrostatické pole – nahromadenie

elektrického náboja na vodivých plochách. Napätie stúpa s nabíjaním a dosiahne svoju

plnú hodnotu až po ukončení procesu nabíjania. Prúd však tečie úž od počiatku nabíjania

a s postupujúcim nabíjaním klesá. Vlna prúdu tu predbieha vlnu napätia o štvrť periódy, čo

je práve opačný účinok ako u indukčnosti. Bystriansky (2008)

12

Ak si tieto zistenia premietneme do výkonovej roviny zistíme, že ideálny odpor

odoberá zo siete iba činný výkon. Ideálna kapacita a indukčnosť odoberá okrem činnej

zložky aj výkon jalový. Ten nevytvára užitočnú formu energie, iba elektromagnetické pole.

Podľa Bystrianskeho (2008) jalová energia zaťažuje elektrické rozvody, zväčšuje straty

a úbytok napätia, nepriaznivo pôsobí na činnosť vypínačov. Jej vplyv na elektrické

rozvody je teda negatívny. Určité množstvo tejto energie je však potrebné na vytvorenie

poľa. Záleží na proporcionalite jalového výkonu a činného výkonu. Väčšina skutočných

elektrických zariadení pripojených do elektrického rozvodu má taký charakter, že

prevažuje indukčnosť a činný odpor nad kapacitou. Vzniká oneskorenie prúdu za napätím.

Pre prax je žiaduce, aby bol účinník blízky 1. Ak to nie je splnené, musíme nízky účinník

kompenzovať úmyselným zmenšením oneskorenia prúdu za napätím, a to pripojením

kapacity (kondenzátora) ku spotrebičom indukčného charakteru.

1.3 Meranie spotreby elektrickej energie

Každý odberateľ elektrickej energie potrebuje pre účely fakturácie spotreby

elektriny poznať presnú výšku fakturačných hodnôt elektrických veličín. Na to slúžia

fakturačné elektromery, ktoré musia spĺňať požiadavky dodávateľov a distribútorov

elektrickej energie. Podľa princípu existujú analógové elektromery a digitálne elektromery,

ktorých presné vyhotovenie sa môže typovo líšiť. Meranie môže prebiehať v jednej fáze

alebo v troch fázach elektrickej siete, v jednej alebo vo dvoch tarifách. V závislosti od typu

odberného miesta sa merajú elektrické veličiny:

- činný elektrický výkon,

- činná elektrická práca,

- jalová elektrická práca,

- účinník.

V zmluve o dodávke elektrickej energie sa dohodnú fakturačné položky, ktorých

dosiahnutú hodnotu fakturujú energetické spoločnosti na základe údajov získaných

z fakturačných elektromerov. Pri odberateľoch v domácnostiach a firmách pripojených na

úrovni nízkeho napätia sú fakturačnými položkami, získanými z elektromeru, spotrebovaná

elektrická práca v kWh vo vysokej tarife, v nízkej tarife, prípadne jednotarifne.

U odberateľov pripojených na úrovni vysokého a veľmi vysokého napätia z rezervovanou

13

kapacitou štvrťhodinového maxima sa sleduje spotreba činnej energie zo siete, spotreba

jalovej energie zo siete, dodávka činnej energie do siete, dodávka jalovej energie do siete,

veľkosť štvrťhodinového maxima a veľkosť účinníka odberného miesta.

1.3.1 Indukčný elektromer

Je to analógový elektromechanický elektromer, ktorý sa používa najmä na meranie

spotreby elektrickej energie v domácnostiach. Používa sa v jednofázovom a trojfázovom

prevedení a môže merať v jednej alebo dvoch tarifách.

Podľa Bystrianskeho (2008) má na oske otočný hliníkový kotúč, ktorý prechádza

vzduchovou medzerou medzi prúdovou cievkou navinutou na jadre zo železných plechov

a napäťovou cievkou navinutou na jadre zo železných plechov. Striedavý magnetický tok

jednej cievky indukuje v kotúči prúdy a spolu s poľom druhej cievky vyvolávajú moment

systému, ktorý otáča oskou spolu s kotúčom. V hornej časti osky je slimákový prevod,

ktorý poháňa mechanické počítadlo otáčok. Počítadlo je ciachované v kWh. Konštanta

indukčného elektromera je daná vzťahom:

(7)

kde r je počet otáčok kotúča počas odobratia jednej kWh.

Trojfázové elektromery obsahujú dve hnacie ústrojenstvá s dvomi otočnými

kotúčmi na hnacej osi. Súmerným usporiadaním hnacích ústrojenstiev a ich nastavením

dosiahneme vzájomné neovplyvňovanie hnacích sústav a meranie činnej energie nezávislé

od sledu fáz.

Indukčný elektromer je najpoužívanejším variantom vyhotovenia elektromera pre

meranie činného výkonu. Úpravou tohto typu elektromera dokážeme priamo merať aj

činnú prácu v kWh a jalovú prácu v kVarh.

14

Obr. 1: Trojfázové elektromechanické elektromery Křižík ET 32 a ET 42 Zdroj:

www.gbi.krizik.sk

1.3.2 Digitálny elektromer

Digitálne (číslicové) meracie prístroje podľa Bystrianskeho (2008) pracujú

s digitalizovaným napätím a prúdom, ktorý získajú vzorkovaním pôvodného analógového

priebehu týchto veličín s vhodnou vzorkovacou frekvenciou. V porovnaní s klasickými

meracími prístrojmi vynikajú vysokou presnosťou, spoľahlivosťou, schopnosťou potlačiť

poruchy a možnosťou kumulovania značného množstva nameraných údajov v pamäti spolu

s možnosťou ich lokálneho alebo diaľkovo ovládaného prenosu do spracovateľských

prostriedkov výpočtovej techniky. Namiesto otáčajúceho sa kotúča majú impulzný výstup,

reprezentovaný blikajúcimi diódami LED. Moderné digitálne elektromery pracujú ako

štvorkvadrantové, čo znamená, že sú schopné merať:

- spotrebu činnej energie,

- spotrebu jalovej energie,

- dodávku činnej energie,

- dodávku jalovej energie.

V pamäti elektromerov sa ukladajú aj informácie o výkonovom maxime. Takýmito

elektromermi bývajú vybavené odberné miesta vo veľkoodberateľských kategóriách.

Slúžia ako fakturačné prístroje, ktoré pracujú v triede presnosti od 0,2 do 1 %.

15

Obr. 2: Trojfázový elektronický štvorkvadrantový elektromer Křižík E3S 15T, Zdroj:

www.gbi.krizik.sk

1.4 Výroba elektrickej energie na Slovensku

História výroby elektrickej energie na Slovensku siaha do roku 1884, kedy bola

v Bratislave uvedená do prevádzky prvá elektráreň na našom území. Z rozvojom priemyslu

a spoločnosti postupovala aj elektrifikácia. V dnešnej podobe má na Slovensku kľúčové

postavenie akciová spoločnosť Slovenské elektrárne. Je najväčším výrobcom elektrickej

energie na našom území s inštalovaným výkonom 5617 MW.

Tab. 1: Inštalované výkony jadrových elektrární, Zdroj: www.seas.sk

Elektráreň Inštalovaný výkon Rok uvedenia do prevádzky

Atómové elektrárne Bohunice V2 2 x 470,00 MW* 1984, 1985

Atómové elektrárne Mochovce, 1. a 2. blok 2 x 470,00 MW* 1998, 2000

Spolu: 1 880,00 MW

16

Tab. 2: Inštalované výkony tepelných elektrární, Zdroj: www.seas.sk

Elektráreň Druh paliva Inštalovaný výkon Rok uvedenia do prevádzky

Elektrárne Vojany 1 čierne uhlie 440,00 MW 1966 - 1967

Elektrárne Vojany 2 zemný plyn, mazut 440,00 MW 1973 - 1974

Elektrárne Nováky A hnedé uhlie 78,00 MW 1954 - 1955, 1996,2004

Elektrárne Nováky B hnedé uhlie 440,00 MW 1964 a 1976

Spolu: 1 398,00 MW

Tab. 3: Inštalované výkony vodných elektrární, Zdroj: www.seas.sk

Elektráreň Inštalovaný výkon (MW) Rok uvedenia do prevádzky

Gabčíkovo 8 x 90,00** 1992 - 1995

Malé Gabčíkovo 2 x 0,52** 1994

Mošoň 2 x 0,61** 1994

Čuňovo 2 x 6,07** 1997

Čierny Váh 6 x 122,40 + 1 x 0,76 1982

Liptovská Mara 2 x 50,00 + 2 x 49,00 1975

Bešeňová 2 x 2,32 1976

Orava 2 x 10,87 1953

Tvrdošín 2 x 2,80 + 1 x 0,50 1979

Krpeľany 3 x 8,25 1957

Sučany 3 x 12,80 1958

Lipovec 3 x 12,80 1961

Hričov 3 x 10,50 1962

Mikšová 1 3 x 31,20 1963

Považská Bystrica 3 x 18,40 1963

Nosice 3 x 22,50 1957

Ladce 2 x 9,45 1936

Ilava 2 x 7,50 1946

17

Dubnica 2 x 8,25 1949

Trenčín 2 x 8,05 1956

Kostolná 2 x 12,75 1952

Nové Mesto n/V 2 x 12,75 1953

Horná Streda 2 x 12,75 1954

Madunice 3 x 14,40 1956

Kráľová 2 x 22,53 1985

Ružín 2 x 30,00 1972

Dobšiná 2 x 12,00 1953

Domaša 2 x 6,20 1966

malé VE VED 4,72

V. Kozmálovce 2 x 2,40 + 1 x 0,52 1988

Spolu: 2 399,24 MW

Energetická politika Európskej únie smeruje k postupnému zavádzaniu

obnoviteľných zdrojov elektrickej energie do celkového objemu vyrobenej elektriny. Ako

členská krajina EÚ je aj Slovenská republika povinná zavádzať obnoviteľné zdroje

elektriny do výroby elektrickej energie. V minulom roku sa z veternej energie vyrobilo 8

GWh, z bioplynu 11 GWh energie a z biomasy 463 GWh elektrickej energie. Najviac sa

vyrobilo z vodnej energie, a to 4451 GWh. Celkom to teda bolo 4933 GWh, pričom

celková spotreba SR predstavovala 29 632 GWh. Slovensko zatiaľ nepoužilo slnečnú ani

geotermálnu energiu na komerčnú výrobu elektriny.

1.5 Spôsoby výroby elektrickej energie

Spôsob výroby elektrickej energie v tepelných elektrárňach

Výroba elektrickej energie v tepelnej elektrárni je charakteristická tým, že hlavným

zdrojom jej výroby je spaľovanie uhlia, plynu alebo mazutu. V kotle sa vyrába para, ktorá

poháňa turbínu pripojenú k alternátoru. Premena tepelnej energie na elektrickú sa realizuje

parným cyklom. Tepelnú elektráreň tvorí niekoľko samostatných výrobných blokov o

potrebnej veľkosti a výkone. Klasická elektráreň pozostáva z kotolne, medzistrojovne,

18

strojovne, vyvedenia elektrického výkonu a z pomocných prevádzok (zauhľovanie, úprava

vody, vodné hospodárstvo, zadný palivový cyklus atď.). Tepelné elektrárne poznáme:

- kondenzačné, ktoré sú zamerané na výrobu elektrickej energie,

- teplárne, zamerané na kombinovanú výrobu elektrickej energie a tepla

V klasickej kondenzačnej tepelnej elektrárni prevažuje blokové usporiadanie

výrobne elektrickej energie. Každý výrobný blok elektrárne je samostatnou výrobnou

jednotkou. Podľa spôsobu spaľovania sa kotle spaľujúce pevné palivo rozdeľujú na

roštové, granulačné, výtavné a fluidné. Uvedené kotle sú doplnené kotlami spaľujúcim

tekuté a plynné palivá. Každý blok elektrárne môže pracovať samostatne. Princíp

fungovania je jednoduchý. Uhlie zo skládky je buldozérmi nahrnuté do odberného

zariadenia odkiaľ je vynášané zauhľovacím pásom do zásobníka uhlia, ktorý sa nachádza

pri každom kotle. Uhlie sa postupne suší a melie na prášok, následne sa spaľuje v kotle. V

stenách kotla sú umiestnené trubkové alebo membránové výparníky, v ktorých sa voda

mení na paru a vzniknutá para o vysokej teplote a tlaku je odvádzaná do parného bubna.

Odtiaľ je para vedená cez predhrievače a prihrievače parným rozvodom na lopatky turbíny,

ktorá je spojená s generátorom. Turbína tvorí spoločne s elektrickým generátorom jedno

sústrojenstvo - turbogenerátor. V turbogenerátore sa uskutočňuje premena tepelnej energie

na elektrickú. Vzniknutá elektrická energia je vedená cez sústavu transformátorov,

rozvodnou sieťou až ku konečným spotrebiteľom. Para po odovzdaní svojej energie

lopatkám turbín kondenzuje v tepelnom výmenníku - kondenzátore. Pri prechode turbínou

sa znižuje tlak a teplota pary. Para mení svoje skupenstvo na kvapalné a od tej chvíle sa

nazýva kondenzát. Na kondenzáciu pary je potrebné veľké množstvo chladiacej energie.

Na chladenie sa využíva povrchová voda z toku alebo nádrže. Ak je dostatok chladiacej

vody používa sa prietokový systém chladenia, ak je chladiacej vody nedostatok používa sa

cirkulačný systém chladenia, kde ochladzovanie vody nastáva v chladiacich vežiach.

Spaliny vznikajúce pri spaľovaní uhlia pri svojej ceste do komína zohrievajú vodu v

ekonomizéri, v ďalšom výmenníku tepla vzduch pre spaľovanie. Vychladené dymové

plyny potom prechádzajú cez elektrostatické filtre, kde je zachytávaný popol, do komína.

Pri znižovaní oxidov dusíka a síry u klasických kotlov sa ku kotlom doinštaluje

odsírovacie a denitrifikačné zariadenie. U fluidných kotlov je odsírenie a denitrifikácia

spalín zabezpečená priamo v procese spaľovania technológiou kotla. (Zdroj: www.seas.sk)

19

Spôsob výroby elektrickej energie v jadrovej elektrárni

Princíp výroby elektriny v jadrovej elektrárni je podobný ako v klasickej tepelnej

elektrárni. Rozdiel je len v zdroji tepla. V tepelnej elektrárni je zdrojom tepla fosílne palivo

(uhlie, plyn), zatiaľ čo v jadrovej elektrárni je to jadrové palivo (prírodný alebo obohatený

urán). Palivo v podobe palivových kaziet je umiestnené v tlakovej nádobe reaktora, do

ktorej prúdi chemicky upravená voda. Táto preteká kanálikmi v palivových kazetách a

odvádza teplo, ktoré vzniká pri štiepnej reakcii. Voda z reaktora vystupuje s teplotou asi

297°C a prechádza horúcou vetvou primárneho potrubia do tepelného výmenníka -

parogenerátora. V parogenerátore preteká zväzkom trubiek a odovzdáva teplo vode, ktorá

je privádzaná zo sekundárneho okruhu s teplotou 222°C. Ochladená voda primárneho

okruhu sa vracia späť do aktívnej zóny reaktora. Voda sekundárneho okruhu sa v

parogenerátore odparuje a cez parný kolektor sa para odvádza na lopatky turbíny. Hriadeľ

turbíny roztáča generátor, ktorý vyrába elektrickú energiu. Po odovzdaní energie turbíne

para kondenzuje v kondenzátore a vo vodnom skupenstve cez ohrievače prúdi späť do

parogenerátora. Zmes v kondenzátore je chladená tretím chladiacim okruhom. V tomto

okruhu sa voda ochladzuje vzduchom prúdiacim zo spodnej do hornej časti chladiacej veže

tzv. komínovým efektom. Prúd vzduchu so sebou unáša vodnú paru a drobné kvapky vody,

a tak sa nad chladiacimi vežami vytvárajú oblaky pary. (Zdroj: www.seas.sk)

Spôsob výroby elektrickej energie vo vodnej elektrárni

Vodné elektrárne fungujú na princípe premeny mechanickej energie vody na

elektrickú energiu. Vodný prúd prechádza nepohyblivými rozvádzacími kanálmi turbíny a

takto usmernený vodný prúd vteká do opačne zakrivených lopatiek obežného kola vodnej

turbíny, roztáča tieto lopatky a odovzdáva im svoju mechanickú energiu. Mechanická

energia vody sa mení na mechanická energiu hriadeľa, tá sa následne mení pomocou

elektrických generátorov na energiu elektrickú. S vysokou účinnosťou premieňa elektrický

generátor vodnej elektrárne energiu mechanickú na energiu elektrickú. Elektrická energia

sa v synchrónnom generátore vytvára indukciou rotujúceho magnetického poľa rotora do

pevného vinutia statora generátora. Pre vytvorenie magnetického poľa rotora je potrebný

budiaci jednosmerný prúd, ktorý je vyrábaný v budiči generátora. Vyrobená elektrická

energia sa prenáša pomocou elektrických sietí pozostávajúcich z rozvodných zariadení, z

20

transformovní a cez rozvodné siete až ku konečnému spotrebiteľovi. Vodné elektrárne sa

členia podľa toho, pre aké spády a akým spôsobom vodný tok využíva:

- Akumulačné VE - ich súčasťou je veľká akumulačná nádrž

- Derivačné VE - sú postavené na derivačnom kanále

- Prietokové VE - prehradzujú pôvodné alebo nové koryto vodného toku

- Prečerpávacie VE - v čase nízkej záťaže prečerpávajú vodu do vyššie položenej nádrže. V

čase vyššej záťaže táto voda potom poháňa hydrogenerátor na výrobu elektrickej energie.

- Kombinované VE

Zdroj: www.seas.sk

Spôsob výroby elektrickej energie v slnečnej (solárnej) elektrárni

Existujú dva základné princípy premeny slnečného žiarenia na elektrickú energiu:

- solárne fotovoltaické systémy – elektrárne,

- solárne koncentračné termické elektrárne

Solárne fotovoltaické systémy pracujú na princípe fotoelektrického javu - priamej

premeny svetla na elektrickú energiu. Slnečné žiarenie dopadajúce na polovodičový

fotovoltaický článok, vyrobený na báze kremíka produkuje jednosmerný elektrický prúd.

Fotovoltaické články sú integrované do tzv. modulov s napätím 6 - 12 V, elektricky

prepojené moduly vytvárajú solárne systémy s výstupným napätím 230 V a viac. Na

základe inštalovaného výkonu rozoznávame:

- domáce solárne systémy s výkonom niekoľko W, resp. kW, ktoré zásobujú domácnosti

jednosmerným prúdom cez batérie, používajú sa na osvetlenie a malé spotrebiče

- väčšie strešné solárne systémy s výkonom niekoľko kW, ktoré okrem zásobovania

domácností prebytky elektriny (striedavý prúd) dodávajú do verejnej siete

- solárne elektrárne s výkonom niekoľko MW, ktoré dodávajú celú výrobu do verejnej

siete.

Solárne koncentračné termické elektrárne pracujú na princípe koncentrácie slnečných

lúčov zrkadlami na malú plochu (ohniska), kde vzniknuté veľké teplo sa využíva na

generovanie pary a výrobu elektriny. Na koncentráciu slnečného žiarenia sa používajú tri

základné typy:

21

- lineárne parabolické zrkadlá - koncentrujú slnečné žiarenie do rúrky, ktorá sa nachádza

v ohnisku reflektora. V rúrke prúdi olej, ktorý sa zahrieva až na 400 0C a teplo je použité

na výrobu pary a pre turbínu spojenú s elektrickým generátorom.

- tanierové parabolické zrkadlá - koncentrujú slnečné žiarenie do absorbéra umiestneného

v ohnisku taniera. Kvapalina (olej) sa tu zohreje na 650 0C a teplo sa využíva na výrobu

pary pre malú parnú turbínu s elektrickým generátorom.

- termálne solárne veže - okolo veže sú do kruhu rozložené zrkadlá ktoré sú natáčané vždy

smerom k Slnku a koncentrujú slnečné lúče do zberača (kotol) umiestneného na veži.

Teplota tu dosiahne vyše 1 000 0C. Teplo je prostredníctvom termooleja privedené do

parogenerátora, kde sa vyrába para pre pohon turbíny spojenej s elektrickým generátorom.

Zdroj: www.seas.sk

Spôsob výroby elektrickej energie vo veternej elektrárni

Veterné elektrárne premieňajú energiu prúdenia vzduchu na elektrickú energiu. Sila

vetra sa oprie o vhodne nastavené krídla rotora turbíny a roztáča ich. Točivá sila z rotora sa

prenáša cez prevodovku, alebo priamo do elektrického generátora, kde sa vyrába

jednosmerný, resp. striedavý prúd. Inštalovaný výkon najväčších veterných turbín dosiahne

5 000 kW. Veterné elektrárne rozdeľujeme podľa veľkosti inštalovaného výkonu na:

- mikrozdroje - s výkonom do 30 kW - vyrábajú jednosmerný prúd na nabíjanie batérií,

- stredne veľké elektrárne - s výkonom do 100 kW - dodávajú striedavý prúd do siete,

- veľké elektrárne - s výkonom nad 100 kW - dodávajú striedavý prúd do siete.

Podľa polohy osi rotora poznáme dva základné typy veterných turbín:

- s horizontálnou osou - všetky väčšie zariadenia ,

- s vertikálnou osou - niektoré typy menších zariadení.

Turbíny s horizontálnou osou môžu mať rotory aj s jedným, alebo s dvoma listami, ale

v prevažnej väčšine majú trojlistové rotory. Osobitnú skupinu tvoria veterné elektrárne

inštalované v morských pobrežných vodách vzdialených od brehov 10 - 20 km. Väčší

počet veterných elektrární v jednej lokalite tvorí tzv. veterný park, resp. veternú farmu.

Zdroj: www.seas.sk

22

1.6 Distribúcia elektrickej energie na Slovensku

Po vyrobení elektrickej energie na účely predaja je potrebné preniesť ju ku

konečnému odberateľovi. Na to slúži sústava elektrických vedení, transformovní

a ostatných obslužných zariadení súhrnne nazývaná distribučná sústava. O jej prevádzku,

údržbu a rozširovanie sa stará Slovenská prenosová elektrizačná sústava a.s. a regionálne

distribučné spoločnosti Západoslovenská energetika - Distribúcia a.s., Stredoslovenská

energetika – Distribúcia a.s. a Východoslovenská distribučná a.s.. Súčasťou SEPS je

Slovenský energetický dispečing, ktorý sa stará o reguláciu odberu podľa Jednotného

regulačného plánu. Distribúcia elektrickej energie sa na našom území vykonáva pomocou

elektrických vedení 400kV, 220kV, 110kV, 0,22kV a príslušných pomocných zariadení.

Tab. 4: Vonkajšie elektrické vedenia - dĺžky vedení (údaj z roku 2006), Zdroj:

www.sepsas.sk

Napätie

(kV)

Dĺžka trasy vedenia (km) Rozvinutá

dĺžka (km) Jednoduché dvojité celkom

400 1 266,957 242,413 1 509,370 1 751,783

220 613,943 174,152 788,095 962,247

110 0,252 21,094 21,346 42,440

Spolu 1 881,15 437,659 2 318,81 2 756,47

Tab. 5: Vonkajšie elektrické vedenia - počet stožiarov (údaj z roku 2006), Zdroj:

www.sepsas.sk

Napätie (kV) Jednoduché (ks) Dvojité (ks) Celkom (ks)

400 3 657 751 4 408

220 1 861 560 2 451

110 1 81 82

Spolu 5 519 1 392 6 941

23

Tab. 6: Elektrické stanice (údaj z roku 2006), Zdroj: www.sepsas.sk

Napätie (kV) Počet rozvodní (ks) Počet polí (ks)

400 15 99

220 8 53

110 1 24

Spolu 24 176

24

2. Cieľ práce

Cieľom práce je podľa kategorizácie odberateľov elektrickej energie vypracovať

prehľad používaných sadzieb pre odberateľov elektrickej energie, ktoré ponúkajú

dodávatelia elektrickej energie a porovnať veľkoodberateľov z tarifného hľadiska. Taktiež

je potrebné vybrať optimálne riešenia využitia elektrickej energie pre veľkoodberateľov

aplikovaním regulácie odberu elektrickej energie a analyzovať ďalšie možnosti

optimalizácie nákladov na elektrickú energiu.

25

3. Metodika práce

1. Prehľad o súčasnom stave platobných produktov dodávateľov elektrickej energie

v SR.

Štúdium dostupných cenníkov a internetových zdrojov dodávateľov elektrickej

energie v SR a vytvorenie prehľadu ich produktov.

2. Porovnanie veľkoodberateľov elektrickej energie z tarifného hľadiska.

Vytvorenie prehľadu kategórií veľkoodberateľov a ich vzájomné porovnanie

z tarifného hľadiska.

3. Analýza možností regulácie odberu elektrickej energie.

Štúdium používaných metód regulácie odberu elektrickej energie a analýza

možností ich využitia.

4. Vlastná optimalizácia využitia elektrickej energie na základe kritéria dosiahnutej

ceny za kilowatthodinu.

Navrhnúť spôsoby optimalizácie nákladov na elektrickú energiu pre

veľkoodberateľov s cieľom dosiahnutia čo najvýhodnejšej ceny za kilowatthodinu.

26

4. Výsledky práce

4.1 Platobné produkty dodávateľov elektrickej energie

Zavedenie trhového prostredia do elektroenergetiky umožnilo vznik nových

subjektov zaoberajúcich sa výrobou a distribúciou elektrickej energie. Liberálny trh

umožnil subjektom vyrábať elektrickú energiu nie len pre vlastnú spotrebu, ale aj na

predaj. Odberateľ si môže vybrať, od ktorého dodávateľa elektrickú energiu nakúpi,

nezávisle od regionálneho rozdelenia. Kľúčovými dodávateľmi elektriny na Slovensku sú

spoločnosti Západoslovenská energetika a.s., Stredoslovenská energetika a.s.

a Východoslovenská energetika a.s., ktorých platobné produkty sú analyzované v

nasledujúcich kapitolách.

4.1.1 Platobné produkty spoločnosti Západoslovenská energetika a.s.

ZSE ponúka svojim zákazníkom pre odber v domácnostiach, chatách, garážach

a iných nebytových priestoroch bez využívania na podnikateľské účely päť sadzbových

produktov. Dva jednotarifné a tri dvojtarifné.

Sadzba DD1-D1 je vhodná najmä pre chaty, záhradné domy, garáže a domácnosti s veľmi

malou spotrebou elektrickej energie.

Sadzba DD2-D2 je určená pre chaty, záhradné domy, garáže a domácnosti s väčšou

spotrebu elektriny.

Sadzba DD3-D duo je najjednoduchšia dvojtarifná sadzba v ponuke ZSE. Odber v čase

platnosti nízkej tarify sa zvýhodňuje nižšou cenou za kWh odobratej elektriny. Je vhodná

pri použití spotrebičov ako napr. ohrievač teplej úžitkovej vody, akumulačné kachle

a podobné spotrebiče s vyššou spotrebou, ktoré môžu byť vypnuté v čase platnosti vysokej

tarify. Pásmo NT sa poskytuje denne v celkovom trvaní minimálne osem hodín s fixne

určeným časom prevádzky NT v nepretržitom trvaní minimálne tri hodiny. Nevyžaduje sa

blokovanie vybraných spotrebičov.

Sadzba DD4-D aku sa používa pre odberné miesta s pevne inštalovanými elektrickými

akumulačnými alebo hybridnými spotrebičmi na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej

vody, kde sa elektrina využíva aj na varenie. Odberateľ je povinný dodržať technické

blokovanie v čase platnosti VT. Hybridným spotrebičom sa rozumie spotrebič, ktorý má

27

akumulačné aj priamovýhrevné bloky, pričom pre obidva bloky platí rovnaké pásmo VT

a NT.

Sadzba DD5-D11 sa používa pre odberné miesto s pevne inštalovanými elektrickými

priamovýhrevnými spotrebičmi alebo tepelným čerpadlom na vykurovanie a prípravu

teplej úžitkovej vody, kde sa elektrina využíva aj na varenie. V čase platnosti VT musí byť

zabezpečené technické blokovanie priamovýhrevných častí. Tie sú pripojené na

samostatný elektrický obvod inštalovaný napevno bez zásuviek, so stýkačom ovládaným

spínačom HDO. Pásmo NT sa poskytuje denne v celkovej dĺžke minimálne dvadsať hodín.

Časový úsek NT nesmie trvať kratšie ako jednu hodinu nepretržite. Časový úsek VT

nesmie trvať dlhšie ako dve hodiny a spolu nesmú trvať viac ako štyri hodiny denne.

Časové úseky nemusia byť rovnaké pre všetkých odberateľov a jednotlivé dni,

prevádzkovateľ distribučnej sústavy ho môže operatívne meniť podľa svojich potrieb.

Pre podnikateľov, firmy a organizácie v kategórii malé podniky ponúka ZSE tri

produktové rady: StandardPower, AdaptPower a CompactPower.

Produktový rad StandardPower je vhodný najmä pre odberateľov s ročným odberom do

60 MWh pripojených do siete NN. Vyznačuje sa jednoduchou štruktúrou ceny,

minimálnymi požiadavkami na komunikáciu dodávateľa so zákazníkom, prehľadnými

a pevnými cenovými podmienkami. Zákazník nemusí vytvárať odhad budúcej spotreby ani

poznať presný priebeh odberu.

Sadzba DMP1-StandardPower je určená pre bežnú jednotarifnú spotrebu elektriny. Je

vhodná pre odberné miesta, ktorých spotreba v noci a cez víkendy predstavuje menej ako

15 % celkovej spotreby. ZSE odporúča túto sadzbu využiť aj pre odberné miesta v čase

skúšobnej prevádzky.

Sadzba DMP4-StandardPowerDuo je dvojtarifná, pre odber NT minimálne 15%

z celkového odberu. Pásmo NT sa poskytuje denne najmenej osem hodín.

Sadzba DMP6-StandardPowerDirect je dvojtarifná, vhodná pre odbery s významným

využívaním spotrebičov pre priamovýhrevné vykurovanie. Pásmo NT sa poskytuje počas

celého týždňa, denne najmenej osem hodín.

28

Produkty radu CompactPower sú určené odberateľom pripojeným na sieť NN a

odberateľom pripojeným na sieť VN s ročnou spotrebou nad 60 MWh. Zákazníci si

objednávajú množstvo elektriny vopred po kvartáloch, a vďaka presnému odhadu svojej

budúcej spotreby môžu výrazne znížiť náklady na elektrinu vo svojej firme.

Jednotarifná sadzba CompactPower je vhodná pre zákazníkov, ktorých spotreba v čase

NT by bola menej, ako 15 % z celkovej spotreby a využitie maximálneho nameraného

výkonu je menej ako 40 % z celkovej spotreby.

Dvojtarifná sadzba CompactPowerDuo je určená zákazníkom s odberom v čase NT viac,

ako 15 % z celkovej spotreby a využitie maximálneho nameraného výkonu je menej ako

40 % z celkovej spotreby.

Pre priamovýhrevné vykurovanie je vhodná sadzba CompactPowerDirect, ak je spotreba

v NT viac, ako 30 % z celkovej spotreby.

Sadzba AdaptPowerDuo je určená odberateľom pripojeným na sieť NN a odberateľom

pripojeným na sieť VN s ročnou spotrebou nad 60 MWh. Podmienkou priznania produktu

je meranie odoberaného výkonu. Výhodnú cenu za elektrinu môžu zákazníci dosiahnuť

vďaka správnemu odhadu svojej budúcej spotreby a optimálnemu využitiu výkonu. Pásmo

NT sa poskytuje denne minimálne osem hodín.

Pre zákazníkov s ročnou spotrebou nad 2 GWh nie sú určené všeobecné podmienky

tvorby ceny a spôsobu odberu. Tieto sa vyjednávajú individuálne pre konkrétneho

zákazníka s prihliadnutím na jeho špecifické požiadavky. Dodávatelia nato využívajú

svojich manažérov, ktorí sa starajú o individuálne potreby odberateľov a komunikujú s

nimi v mene dodávateľa.

29

4.1.2 Platobné produkty spoločnosti Stredoslovenská energetika, a.s.

SSE ponúka svojim zákazníkom pre odber v domácnostiach, chatách, garážach

a iných nebytových priestoroch bez využívania na podnikateľské účely osem platobných

produktov.

Sadzba DD1 je vhodná najmä pre chaty, záhradné domy, garáže a domácnosti s veľmi

malou spotrebou elektrickej energie do hodnoty 1172 kWh za rok.

Sadzba DD2 je vhodná, ak má domácnosť spotrebu elektriny väčšiu. Oproti

predchádzajúcej sadzbe má vyšší mesačný poplatok za odberné miesto, ale nižšiu

jednotkovú cenu za odobratú kWh.

Sadzba DD3 je vhodná pre odberné miesta s prevažnou časťou odberu v pásme NT, ktoré

je poskytnuté denne od 20.00 do 8.00 hod. bez operačného riadenia.

Sadzba DD4 je určená na akumulačný ohrev vody. Pásmo NT sa poskytuje minimálne

osem hodín denne. Časové vymedzenie nemusí byť rovnaké pre všetkých odberateľov

a dni a nemusí byť ani v súvislej dĺžke trvania. V čase platnosti NT musia byť akumulačné

spotrebiče technicky blokované.

Sadzba DD5 sa využíva pre odberné miesta s operatívnym riadením doby platnosti NT, s

elektrickým priamovýhrevným vykurovaním. Je nevýhodná pre odberné miesta s ročnou

spotrebou v NT nižšou ako 6000 kWh. Sadzbu nie je možné použiť pre odberné miesta

vykurované akumulačnými spotrebičmi alebo klimatizačnými zariadeniami s funkciou

vykurovania. Doba platnosti NT je spravidla dvadsať hodín denne. V priebehu dňa je

možné dobu platnosti nízkej tarify operatívne meniť. Doba platnosti VT je spravidla štyri

hodiny denne, prestávky medzi poskytovaním platnosti vysokej tarify nemajú byť kratšie

ako jedna hodina.

Sadzba DD6 je určená pre odberné miesta s vykurovaním pomocou tepelného čerpadla a

s operatívnym riadením času platnosti NT, ktorá je poskytovaná dvadsať hodín denne.

Sadzba DD7 je vhodná pre odberné miesta typu chát a chalúp. Doba platnosti je od piatka

16:00 do pondelka 8:00

30

Sadzba DD8 je určená pre akumulačné vykurovanie a ohrev teplej úžitkovej vody

s príkonom najmenej 6 kW a blokovaním spotrebičov mimo pásma NT, ktoré je

poskytované osem hodín denne, cez víkendy desať hodín denne.

Pre podnikateľov, firmy a organizácie zaradených do kategórie malé podniky SSE

ponúka tieto produkty:

Sadzba DMP1 je jednotarifná, vhodná pre odberateľov pripojených do siete NN

s prevažnou spotrebou v denných hodinách.

Sadzba DMP4 je dvojtarifná, vhodná pre zákazníkov využívajúcich elektrinu aj počas

nocí a víkendov. Pásmo NT je poskytované minimálne osem hodín denne a môže sa

operatívne meniť.

Sadzba DMP6 je vhodná pre odberateľov s prevažujúcou spotrebou elektriny počas

nočných hodín a zákazníkov s elektrickým akumulačným vykurovaním. Platnosť pásma

NT je minimálne osem hodín denne. Musí sa zabezpečiť blokovanie spotrebičov

elektrického vykurovania a ohrevu teplej úžitkovej vody v dobách platnosti VT.

Sadzba DMP7 je dvojtarifný produkt s platnosťou NT najmenej dvadsať hodín denne. Je

vhodná pre odberateľov, ktorí používajú elektrické priamovýhrevné vykurovanie,

klimatizáciu, tepelné čerpadlo, alebo k príprave teplej úžitkovej vody. Musí sa zabezpečiť

blokovanie spotrebičov elektrického vykurovania a ohrevu teplej úžitkovej vody v dobách

platnosti VT.

Výlučne pre verejné osvetlenie slúži jednotarifná sadzba DMP10 a pre nemerané

elektrické odbery sadzba DMP9.

31

4.1.3 Platobné produkty spoločnosti Východoslovenská energetika, a.s.

VSE ponúka svojim zákazníkom pre odber v domácnostiach, chatách, garážach

a iných nebytových priestoroch bez využívania na podnikateľské účely šesť sadzbových

produktov. Dva jednotarifné a štyri dvojtarifné.

Sadzba Štandard Mini-DD1 je pre odberné miesta s nízkym celkovým ročným odberom

Sadzba Štandard Maxi-DD2 sa odporúča pri väčšom odbere bez využitia elektriny na

kúrenie alebo ohrev vody.

Sadzba Aku Mini-DD3 je vhodná najmä pre odberné miesta s elektrickými

akumulačnými spotrebičmi. Doba platnosti NT je 8 hodín denne. Pri rozdelení NT do

viacerých časových úsekov, z ktorých nesmie trvať žiadny menej ako tri hodiny.

Sadzba Aku Maxi-DD4 je určená odberateľom s vyššou spotrebou a elektrickými

akumulačnými spotrebičmi. Doba platnosti NT je 8 hodín denne. Pri rozdelení pásma NT

do viacerých časových úsekov nesmie trvať žiadny z týchto úsekov menej ako jednu

hodinu.

Sadzbu Komplet-DD5 možno použiť pre plne elektrifikovanú domácnosť s pevne

inštalovanými elektrickými priamovýhrevnými spotrebičmi na vykurovanie a prípravu

teplej úžitkovej vody, kde sa na varenie a na ostatné účely používa výhradne elektrina.

Technickou podmienkou pre priznanie tejto sadzby je pripojenie elektrických

priamovýhrevných spotrebičov inštalovaných napevno (bez zásuviek) na samostatný

elektrický obvod pomocou stýkača a ich ovládanie spínačom HDO, alebo prepínacími

hodinami. Sadzba je diferencovaná podľa veľkosti hlavného ističa. Doba platnosti NT je v

celkovej dĺžke 20 hodín denne. Priamovýhrevné elektrické spotrebiče a akumulačné

ohrievače vody sa blokujú v čase platnosti VT.

Sadzba Eko Dom-DD6 je určená pre odberné miesto, na ktorom je nainštalovaný a

využíva sa systém vykurovania s tepelným. Technickou podmienkou pre priznanie tejto

sadzby je inštalácia elektrických priamovýhrevných spotrebičov a tepelného čerpadla

napevno (bez zásuviek) na samostatný elektrický obvod pomocou stýkača a ich ovládanie

povelom HDO, alebo prepínacími hodinami. Doba platnosti NT je v celkovej dĺžke

dvadsaťdva hodín denne. Priamovýhrevné elektrické spotrebiče a tepelné čerpadlo budú

blokované v čase platnosti VT .

32

Pre podnikateľov, firmy a organizácie v kategórii malé podniky poskytuje

nasledovné platobné produkty:

Sadzba KLASIK M-DMP1 je jednotarifný produkt, ktorý umožňuje jednoduchý spôsob

výpočtu nákladov na elektrinu. Pre odberateľov elektriny, ktorých odberné miesta sú

pripojené do odbernej sústavy nízkeho napätia do 1 kV.

Sadzba LUX M-DMP10 je jednotarifný produkt určený na dodávku elektriny, ktorá je

využívaná na osvetľovanie verejných priestorov. Pre odberateľov elektriny, ktorých

odberné miesta sú pripojené do odbernej sústavy nízkeho napätia do 1 kV.

Sadzba DUO M-DMP4 je dvojtarifný produkt určený pre zákazníkov, ktorí odoberajú

elektrinu aj v nízkej tarife. Doba platnosti NT je 8 hodín denne.

Sadzba KOMBI M-DMP7 je dvojtarifný produkt určený pre odberné miesta s

priamovýhrevným vykurovaním. Doba platnosti NT je 20 hodín denne. Podmienkou na

využívanie produktu je podiel súčtu inštalovaného výkonu v priamovýhrevnom

vykurovaní, akumulačnom vykurovaní, pri príprave teplej úžitkovej vody a v klimatizácii

na celkovom inštalovanom výkone je minimálne 60 %.

Sadzba EKO M-DMP8 je dvojtarifný produkt vhodný pre zákazníkov, ktorí využívajú

tepelné čerpadlo na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody, a ktorých podstatná časť

spotreby je v čase platnosti NT. Vďaka vyrovnanejšiemu priebehu spotreby prináša

zákazníkom zvýhodnené sadzby za elektrinu. Doba platnosti NT je 22 hodín denne.

Odberatelia elektrickej energie s celkovou spotrebou od 0,7 GWh do 5 GWh sú zaradení

medzi veľkých zákazníkov. Spolu s kľúčovými zákazníkmi, ktorých spotreba je nad 5

GWh ročne, sa ich ceny vytvárajú individuálne a nie sú obsiahnuté vo zverejnených

platobných produktoch.

33

4.2 Porovnanie veľkoodberateľov elektrickej energie z tarifného

hľadiska

Distribúciu elektrickej energie na území Slovenskej republiky zabezpečujú tri

spoločnosti: Západoslovenská energetika - Distribúcia a.s., Stredoslovenská energetika –

Distribúcia a.s. a Východoslovenská distribučná a.s., ktoré vznikli liberalizáciou trhu

z elektrickou energiou. Ich úlohou je distribúcia elektrickej energie od výrobcu

k spotrebiteľovi, prevádzka a údržba elektrizačnej siete, pripájanie nových výrobcov

a spotrebiteľov elektriny do distribučnej siete, riadenie odberu elektrickej energie v mieste

ich regionálneho pôsobenia a iné. Ich služby a cenníky čiastočne spadajú pod reguláciu

Úradu pre reguláciu sieťových odvetví a poslúžili nám na porovnanie veľkoodberateľov

elektrickej energie na základe tarifného rozdelenia. Distribútori elektrickej energie

umožňujú odber elektrickej energie v jednej tarife alebo v tarifách dvoch – nízkej

a vysokej. Pásmo vysokej tarify sa poskytuje, v závislosti od zvolenej sadzby, v čase

veľkého zaťaženia siete. Cena kilowatthodiny je v tejto tarife vyššia, ako v dobe platnosti

nízkej tarify. Tá sa poskytuje v čase malého zaťaženia siete. Presné doby platnosti

jednotlivých taríf určuje distribútor, v niektorých sadzbách doby platnosti taríf operatívne

riadi pomocou HDO. Používanie dvoch taríf priamo súvisí s výrobou a spotrebou

elektrickej energie. Väčšinovými výrobcami elektriny na našom území sú tepelné a jadrové

elektrárne, ktorých výkon nemožno regulovať s dostatočnou flexibilitou. Preto je nutné

zaťažovať ich počas celého dňa. Odoberanie takejto mimošpičkovej energie je preto

zvýhodnené nižšou cenou za spotrebované kilowatthodiny. Pre použitie v dobe platnosti

nízkej tarify sú vhodné najmä tepelné spotrebiče, ako ohrievače vody, ohrievače vzduchu,

indukčné pece, akumulačné kúrenie, priamovýhrevné kúrenie, či kúrenie s využitím

tepelného čerpadla. Tie sú charakteristické veľkým príkonom, ale na druhej strane je

možné riadiť ich dobu prevádzky. V dobe špičkového odberu je nutné pripojiť do siete

ďalšie elektrárne na pokrytie zvýšeného odberu elektriny. Na to sa používajú najčastejšie

prečerpávacie vodné elektrárne. Ich prevádzkou vznikajú výrobcom náklady, ktoré sa

premietajú do vyššej ceny elektriny v dobe platnosti vysokej tarify. Preto sa v tejto dobe

používajú u dvojtarifných sadzieb len spotrebiče na bežné využitie, mimo tepelných

spotrebičov. Odberatelia bez elektrických tepelných spotrebičov nemajú zvýšené nároky na

veľkosť spotreby, a preto sa zaraďujú do jednotarifných sadzieb.

34

4.2.1 Západoslovenská energetika - Distribúcia a.s.

Porovnanie veľkoodberateľov pripojených do distribučnej sústavy

prevádzkovateľa ZSE Distribúcia a.s. bolo vypracované na základe rozhodnutia Úradu pre

reguláciu sieťových odvetví číslo 0028/2010/E, zo dňa 10.12.2009, zverejnenom na

internetovej adrese úradu: http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0028_2010_E.pdf .

Základné rozdelenie veľkoodberateľov elektrickej energie vzniká podľa napäťovej

úrovne, do ktorej je odberateľ pripojený, a to:

X1- odberatelia pripojení do siete VVN

X2- odberatelia pripojení do siete VN

X3- odberatelia pripojení do siete NN

Hlavnými položkami ceny za elektrickú energiu u odberateľov sadzieb typu X1 a X2 sú

zložky tarify za prácu a výkon. Pod prácou rozumieme množstvo kWh odobratých zo siete.

Výkonová zložka obsahuje rezervovanú kapacitu výkonu zmluvne dohodnutú na obdobie

jedného mesiaca, troch mesiacov alebo jedného roka, v závislosti od rozhodnutia

odberateľa. Štvrťhodinový výkon odberateľa nesmie prekročiť rezervovanú kapacitu pod

hrozbou pokuty od distribútora. Sadzba X1 je vhodná pre veľké výrobné podniky, sadzba

X2 pre stredne veľké a malé výrobné podniky, poľnohospodárske podniky a iné.

Odberatelia sadzieb typu X-3 majú zložku sadzby za výkon rozdelenú na základe veľkosti

hlavného ističa pred elektromerom, ktorého ampérická hodnota prepočítaná na výkon

udáva hodnotu maximálnej rezervovanej kapacity a je zmluvne dohodnutá. Odberatelia

s maximálnou rezervovanou kapacitou 150 kW a viac platia za prekročenie rezervovanej

kapacity prirážky. Sadzby C2-X3, C9 a C11 sú jednotarifné. Zložka za prácu je u sadzieb

C5-X3A a C6-X3B rozdelená na vysokú a nízku tarifu. Cenovo výhodnejšia nízka tarifa sa

u sadzby C5-X3A poskytuje od pondelka do piatka denne 8 hodín a cez víkendy

nepretržite. V zostávajúcom čase sa poskytuje vysoká tarifa. Pre sadzbu C6-X3B sa nízka

tarifa poskytuje denne v celkovej dĺžke trvania minimálne 16 hodín prostredníctvom

operatívneho riadenia nízkej tarify, ktoré je zabezpečené tak, aby spotrebiče na

vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody neboli vypnuté dlhšie ako jednu hodinu a

časový úsek platnosti nízkej tarify netrval kratšie ako dve hodiny. Pásmo vysokej tarify sa

poskytuje v zostávajúcom čase.

35

Využitie sadzieb X3 sa odporúča pre malé výrobné podniky s nízkym inštalovaným

príkonom zariadení, nevýrobné podniky, služby, kancelárie a iné.

4.2.2 Stredoslovenská energetika – Distribúcia a.s.

Porovnanie veľkoodberateľov pripojených do distribučnej sústavy

prevádzkovateľa Stredoslovenská energetika – Distribúcia a.s. bolo vypracované na

základe rozhodnutia Úradu pre reguláciu sieťových odvetví číslo 0014/2010, zo dňa

19.11.2009, zverejnenom na internetovej adrese úradu:

http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0014_2010_E.pdf .

Hlavnými položkami ceny za elektrickú energiu u odberateľov pripojených do

napäťovej úrovne VVN a VN sú zložky tarify za prácu a výkon. Pod prácou rozumieme

množstvo kWh odobratých zo siete. Výkonová zložka obsahuje rezervovanú kapacitu

výkonu zmluvne dohodnutú na obdobie jedného mesiaca, troch mesiacov alebo jedného

roka, v závislosti od rozhodnutia odberateľa. Štvrťhodinový výkon odberateľa nesmie

prekročiť rezervovanú kapacitu pod hrozbou pokuty od distribútora. Pripojenie do úrovne

VVN je vhodné pre veľké výrobné podniky, úroveň VN pre stredne veľké a malé výrobné

podniky, poľnohospodárske podniky a iné.

Odberatelia pripojení do siete NN sa v každej sadzbe okrem C9 delia do

výkonových úrovní podľa ampérickej hodnoty ističa pred elektromerom. Sadzby C1, C2

a C3 odoberajú výkonovú zložku v jednej tarife. Slúžia pre bežný odber elektrickej

energie, kde výber konkrétnej sadzby závisí od veľkosti spotreby elektriny – sadzba C1 pre

malý odber, sadzba C2 pre stredný odber a sadzba C3 pre veľký odber elektriny. Sadzby

C4, C5 a C6 sú dvojtarifné, pásmo nízkej tarify sa poskytuje denne spravidla 8 hodín, ale

prevádzkovateľ distribučnej siete môže dobu platnosti operatívne meniť, preto nemusí byť

rovnaká pre všetkých odberateľov. Odberateľ musí zabezpečiť blokovanie akumulačných

spotrebičov v dobe platnosti nízkej tarify. Výber konkrétnej sadzby závisí od veľkosti

spotreby elektriny vo vysokej tarife - sadzba C4 pre malý odber, sadzba C5 pre stredný

odber a sadzba C6 pre veľký odber elektriny v dobe platnosti vysokej tarify. Sadzby C7

a C8 sú dvojtarifné, C7 slúži pre priamovýhrevné vykurovanie a C8 pre vykurovanie

s použitím tepelného čerpadla. Pásmo nízkej tarify sa poskytuje denne 20 hodín

a operatívne sa ovláda pomocou HDO. V čase vysokej tarify musí byť zabezpečené

blokovanie priamovýhrevných spotrebičov. Sadzba C9 slúži pre nemerané odbery

a C10 pre verejné osvetlenie. Odoberajú elektrickú energiu v jednej tarife.

36

Využitie radu C sa odporúča pre malé výrobné podniky s nízkym inštalovaným príkonom

zariadení, nevýrobné podniky, služby, kancelárie a iné.

4.2.3 Východoslovenská distribučná a.s.

Porovnanie veľkoodberateľov pripojených do distribučnej sústavy

prevádzkovateľa Východoslovenská distribučná a.s. bolo vypracované na základe

rozhodnutia Úradu pre reguláciu sieťových odvetví číslo 0019/2009, zo dňa 30.11.2009,

zverejnenom na internetovej adrese úradu:

http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0019_2010_E.pdf .

Hlavnými položkami ceny za elektrickú energiu u odberateľov pripojených

do napäťovej úrovne VVN a VN sú zložky tarify za prácu a výkon. Pod prácou rozumieme

množstvo kWh odobratých zo siete. Výkonová zložka obsahuje rezervovanú kapacitu

výkonu zmluvne dohodnutú na obdobie jedného mesiaca, troch mesiacov alebo jedného

roka, v závislosti od rozhodnutia odberateľa. Štvrťhodinový výkon odberateľa nesmie

prekročiť rezervovanú kapacitu pod hrozbou pokuty od distribútora. Pripojenie do úrovne

VVN je vhodné pre veľké výrobné podniky, úroveň VN pre stredne veľké a malé výrobné

podniky, poľnohospodárske podniky a iné.

Odberatelia pripojení do siete NN sa v každej sadzbe okrem C9 a C11 delia do

výkonových úrovní podľa ampérickej hodnoty ističa pred elektromerom. Sadzby C1, C3,

C9, C10 a C11 odoberajú výkonovú zložku v jednej tarife. Sadzby C1 a C3 slúžia pre

bežný odber elektrickej energie a výber konkrétnej sadzby závisí od veľkosti spotreby

elektriny, kde sadzba C1 slúži pre nižší a sadzba C3 pre vyšší odber elektriny. Sadzba C9

slúži pre nemerateľnú spotrebu, C10 pre verejné osvetlenie a C11 na dočasný odber

elektrickej energie. Sadzby C4 a C6 sú dvojtarifné, pásmo nízkej tarify sa poskytuje denne

spravidla 8 hodín, ale prevádzkovateľ distribučnej siete môže dobu platnosti operatívne

meniť, preto nemusí byť rovnaká pre všetkých odberateľov. Odberateľ musí zabezpečiť

blokovanie akumulačných spotrebičov v dobe platnosti nízkej tarify. Výber konkrétnej

sadzby závisí od veľkosti spotreby elektriny, kde sadzba C4 slúži pre nižší a sadzba C6 pre

vyšší odber elektriny. Sadzba C7 je dvojtarifná pre priamovýhrevné vykurovanie. Pásmo

nízkej tarify sa poskytuje denne 20 hodín a operatívne sa ovláda pomocou HDO. V čase

vysokej tarify musí byť zabezpečené blokovanie priamovýhrevných spotrebičov. Sadzba

C8 je dvojtarifná a slúži pre vykurovanie s použitím tepelného čerpadla. Doba nízkej tarify

37

sa poskytuje denne 22 hodín a riadi sa operatívne pomocou HDO. V čase vysokej tarify

musí byť zabezpečené blokovanie spotrebičov tepelného čerpadla.

Využitie sadzieb radu C sa odporúča pre malé výrobné podniky s nízkym inštalovaným

príkonom zariadení, nevýrobné podniky, služby, kancelárie a iné.

38

4.3 Analýza možností regulácie odberu elektrickej energie

Regulácia odberu elektrickej energie je nevyhnutnou súčasťou optimalizácie

nákladov na elektrinu u veľkoodberateľov, pretože neplatia len za čistú odobratú elektrinu,

ale aj za rovnomernosť odberu v čase a odobratý jalový výkon. Zanedbaním regulácie

týchto hodnôt sa značne zvyšujú náklady za elektrickú energiu, pretože spôsobujú

v distribučnej sieti neželaný stav. Zvýši sa zaťaženie distribučnej siete, čo môže viesť až k

jej preťaženiu a poruche. Preto sa prevádzkovatelia distribučných sietí bránia voči týmto

stavom pokutami voči odberateľom, čím ich nútia sledovať svoj odber, venovať sa

regulácii odberu elektrickej energie a neprekračovať zmluvne dohodnuté hodnoty.

V konečnom dôsledku to vedie k úsporám financií odberateľa a stabilite distribučnej

sústavy.

4.3.1 Regulácia štvrťhodinového maxima

Základnými zložkami fakturácie nákladov na elektrinu u veľkoodberateľov sú

zmluvne dohodnuté hodnoty technického maxima a štvrťhodinového maxima. Technické

maximum je hodnota rezervovaného maximálneho priemerného výkonu v štvrťhodine.

Platí sa za dojednanú úroveň, aj keď nedôjde k jej dosiahnutiu. Štvrťhodinové maximum je

najvyššia hodnota priemerného výkonu v štvrťhodine dosiahnutá v kalendárnom mesiaci.

Jeho hodnota sa stanovuje nad úrovňou 20% technického maxima. Pre platbu je dôležitá tá

štvrťhodina v mesiaci, v ktorej bola dosiahnutá najvyššia úroveň odoberaného výkonu. Ak

jej hodnota presahuje dohodnutú úroveň, distribútor si uplatní zmluvné prirážky.

Neprekročenie zmluvných hodnôt sa dá zabezpečiť rôznymi opatreniami, medzi

ktoré môžeme zaradiť aj zvýšenie technického maxima. Zvýšenie musí byť dostatočné, aby

zodpovedalo predpokladanému vývoju odberu na zmluvné obdobie a taktiež musí zahŕňať

mimoriadne odberové špičky. Toto zvýšenie sa však prejaví zvýšením platby za technické

maximum, ktoré treba zaplatiť aj v prípade nedosiahnutia jeho úrovne v ďalšom období.

Takáto úprava je vhodná len v prevádzkach s veľmi rovnomerným odberom, ktorý sa

nemení počas celého zmluvného obdobia. V praxi sa takýto odber dá odhadnúť, ak

poznáme dôkladne plán výrobných aktivít v prevádzke. Avšak riziko odchýlky od odhadu

je veľmi vysoké ako aj vzniknuté pokuty.

39

Ďalším spôsobom neprekročenia štvrťhodinového maxima je jeho hrubá „ručná“

regulácia. Hlavným nástrojom je zákaz používania niektorých spotrebičov v kritických

špičkových úsekoch dňa, aby sa znížila hodnota odoberaného výkonu. Môže ísť

o ohrievače, variče, bojlery, prípadne aj výrobné zariadenia. Toto opatrenie si vyžaduje

disciplinovanosť zamestnancov a ich angažovanosť v snahe o zníženie nákladov na

elektrinu.

Je potrebné poveriť kvalifikovaného pracovníka sledovaním priebehu odberového

zaťaženia a vydávaním zákazov zapínania spotrebičov. V širšej prevádzke sa tento

pracovník môže starať aj o vypínanie výrobných zariadení, ktorých prevádzka takýto zásah

dovoľuje. Taktiež môžeme presunúť niektoré výrobné procesy do iných častí dňa, napr. do

nočnej zmeny, keď je menší odber elektrickej energie. V tomto prípade však musíme rátať

zo zvýšením mzdových nákladov, kvôli príplatku za prácu v noci. Uvedené opatrenia sa

dajú realizovať pomerne rýchlo, ale kvalita ručnej regulácie je závislá od pracovníka

povereného reguláciou. Zlyhanie regulácie čo i len v jednej štvrťhodine mesiaca má za

následok zmarenie celomesačnej regulácie. Pracovník poverený reguláciou musí pracovať

systematicky, precízne a musí byť dostatočne kvalifikovaný, čím vznikajú odberateľovi

ďalšie náklady.

„Ručná“ regulácia je hrubá, nemá čas na vypínanie jednotlivých spotrebičov,

väčšinou sa vypínajú celé linky alebo výrobné celky. Keďže sú regulačné zásahy

vykonávané človekom dochádza k časovému oneskoreniu regulácie. Preto ju treba

vykonávať s predstihom, často krát aj zbytočne. Dochádza k zbytočným prestojom,

zníženiu kvality a kontinuity výroby a následným stratám, ktoré môžu prevýšiť úsporu

prostriedkov získaných reguláciou.

Najspoľahlivejšia a najúčinnejšia je automatická regulácia. Využíva elektronicky

riadený regulátor. Ten je pripojený na elektromer cez oddeľovací modul a sníma

odoberaný činný výkon. Ak sa hodnota odoberaného výkonu na konci štvrťhodiny blíži

k nastavenej hodnote, regulátor postupne odpojí výkonovým modulom zvolené spotrebiče.

Opätovne ich pripojí až na začiatku ďalšej štvrťhodiny. Regulovať však možno len určitú

skupinu spotrebičov. Ich vypnutie nesmie ohroziť zdravie osôb alebo zásadne narušiť

pracovný proces. Najvhodnejšie sú zariadenia, ktorých krátkodobé odpojenie nemá veľký

vplyv na výrobu, ako napr.: ohrievače, kompresory, ventilátory, klimatizácia, pece a iné.

Vypínať sa nesmú obrábacie stroje (sústruhy, frézy), dopravné zariadenia (žeriavy,

40

robotické ruky) a zariadenia, ktorých opätovné spustenie by mohlo viesť k poškodeniu

zdravia osôb alebo zariadení. Výberu odpájaných spotrebičov sa musí venovať zvýšená

pozornosť, aby nedošlo k nežiaducej udalosti. Analyzovať treba každý spotrebič osobitne,

ale aj vzájomné súvislosti medzi chodom spotrebičov. Napríklad mlyn nesmie byť vypnutý

skôr, ako jeho dopravníky, aby nedošlo k jeho zahlteniu.

Regulátor umožňuje naprogramovať postupnosť vypínania spotrebičov, časové

intervaly medzi dvomi vypnutiami, ich rozloženie a počet počas dňa. Regulátor umožňuje

pripojenie k PC cez fyzické alebo bezdrôtové rozhranie, čím dosiahneme prehľadnejšie

sledovanie regulačného procesu. Vhodným softvérom sa dajú vykonať zásahy do regulácie

a archivácia údajov na diaľku. Moderné regulátory umožňujú modulárne pripojenie

ďalších súčastí regulátora, čím sa rozšíri jeho uplatnenie. Napríklad pri rozšírení prevádzky

o nové zariadenia môžeme k regulátoru pripojiť nové výkonové moduly bez potreby

výmeny regulátora za širší s viacerými výkonovými modulmi.

Obr. 3 – Bloková schéma systému regulácie odberu elektrickej energie,

41

Regulačný proces môže prebiehať v dvoch základných režimoch:

1. Kompenzačný režim - vyhodnocuje sa odoberaná činná elektrická práca od začiatku

štvrťhodinového intervalu. K deaktivovaniu príslušného kanála dôjde, ak množstvo

odobranej energie od začiatku intervalu prekročí nastavenú hodnotu (pásmo necitlivosti

regulácie). Ak spotreba aj v ďalšom intervale hodnotu prekračuje, odpojí sa ďalší kanál.

Ku spätnému pripojeniu dôjde až na začiatku ďalšieho meraného intervalu, ak je spotreba

pod tolerančným pásmom necitlivosti regulácie.

Obr. 4: Princíp kompenzačnej regulácie štvrťhodinového maxima

2. Trendový režim – je založený na sledovaní trendu spotreby činnej elektrickej energie.

Podľa trendu aktuálnej spotreby je dopočítavaný odber do konca regulačného intervalu.

Podľa tohto výpočtu sú odpájané výstupné kanály. K spätnému pripojeniu dôjde, ak

spotreba klesne pod regulačnú hodnotu alebo na začiatku ďalšieho intervalu. Trendový

režim môžeme považovať na základe jeho „predvídavosti“ za kvalitnejší, ale iba za

predpokladu, že sa spotreba v jednotlivých kanáloch dá odhadnúť.

42

Obr. 5: Princíp trendovej regulácie štvrťhodinového maxima

4.3.2 Regulácia jalového výkonu

Elektrické spotrebiče s induktívnym charakterom ako sú napr. motory,

transformátory, elektrické meniče, usmerňovače a pod., potrebujú pre svoju činnosť

magnetizačný prúd. Ten vytvára výkon, ktorý sa nepremení na užitočnú mechanickú prácu,

ale cirkuluje medzi generátorom a spotrebičom. Preto sa nazýva jalový výkon. Veľkosť

odoberaného jalového výkonu závisí od účinníka spotrebiča, ktorý sa môže meniť

v závislosti od pracovného zaťaženia spotrebiča. Elektromotor bežiaci pod plným

zaťažením má účinník v rozmedzí 0,7 až 0,9. Motor bežiaci naprázdno dosahuje hodnotu

účinníka len 0,1 až 0,2. Avšak distribútori elektriny vyžadujú účinník v rozmedzí 0,95 až

1,0. Odoberanie jalového výkonu zo siete je pre prevádzkovateľa distribučnej siete

nežiaduce, pretože zvyšuje nároky na dimenzovanie distribučnej siete. Spôsobuje jej

preťaženie, a kolísanie napätia, preto si distribútori uplatňujú vysoké penále za odoberanie

jalového výkonu, resp. nedodržanie účinníka. Pripojením vhodného dodatočného zdroja

jalového výkonu sa zredukuje odber jalového výkonu z generátora na minimum.

Kompenzáciou sa jalový výkon spotrebiča nezmení, pretože odoberá pred aj po

43

kompenzácii činný a jalový výkon daný jeho pracovným stavom. Kompenzáciou

dosiahneme, že spotrebič neodoberá jalový výkon zo siete, ale z kompenzátora.

Kompenzácia účinníka v distribučných a prenosových sústavách má prevádzkový

charakter, čiže rozhoduje o prenose jalového výkonu a úrovni napätia. Základným

kritériom kompenzácie je, aby úspory získané kompenzáciou boli rovnaké alebo väčšie ako

náklady na kompenzáciu. Zmysel kompenzácie spočíva v odstránení, pokiaľ možno,

všetkých nežiaducich dôsledkov prevádzkových a poruchových stavov, v ktorých sa z

hľadiska napätia môže sústava nachádzať a možno povedať, že hlavným účelom

kompenzácie nie je ani tak zníženie strát ako celkové zlepšenie kvality dodávanej

elektriny. Zlepšovanie účinníka odberu v distribučnej sústave má pozitívny vplyv aj na

zdroje pracujúce priamo do prenosovej sústavy. V prevádzke je potrebné dbať na to, aby

boli transformátory zaťažované aspoň na 50 % svojho menovitého výkonu, pretože majú

veľmi malý účinník v stave naprázdno (0,1 až 0,2), ktorý sa so zaťažením zlepšuje, pretože

magnetizačný prúd nezávisí od zaťaženia. Kompenzácia má najväčší efekt ak je

realizovaná priamo u odberateľov elektrickej energie. V tomto prípade je dôležitá

disciplína odberateľov, lebo pri chode kompenzačného zariadenia na plný výkon i v dobe

minimálneho zaťaženia môže dôjsť k prekompenzovaniu siete a následnému zvýšeniu

napätia nad povolenú hranicu. (Bjalončík,2008)

Kompenzácia účinníka u odberateľa je veľmi dôležitá úloha vzhľadom na vysoké

prirážky za odoberanie jalového výkonu a nedodržanie účinníka. Rozoznávame dva

základné druhy kompenzácie: sériový a paralelný. Sériový kompenzátor sa zaraďuje do

elektrického vedenia do série, a preto musí byť dimenzovaný na prevádzkový a aj skratový

prúd. Aby sa nezmenila reaktancia medzi zdrojom a kompenzátorom a nezmenili skratové

pomery, pripája sa až na koniec vedenia u odberateľa. Paralelná kompenzácia sa pripája

paralelne k vedeniu spravidla na jeho začiatok u odberateľa.

44

Obr. 6: Kompenzátor jalovej energie, Zdroj: www.kompel.cz

V praxi sa kompenzácia účinníka prevádza v štyroch prevedeniach:

1. Prirodzená kompenzácia – využíva hodnotu účinníka spotrebiča pri jeho prevádzkovom

zaťažení. Napríklad elektromotor bežiaci naprázdno má účinník veľkosti 0,1 až 0,2.

S nárastom zaťaženia rastie aj jeho účinník. Preto je vhodné používať motory

v nominálnom zaťažení, aby jeho účinník dosahoval čo najvyššiu (nominálnu) hodnotu. Tá

sa pohybuje v rozmedzí 0,7 až 0,9. Ak je v prevádzke motor predimenzovaný a jeho

zaťaženie sa v čase nemení, prirodzená kompenzácia spočíva v jeho nahradení za menej

výkonný. Ten bude pracovať vo vyššom zaťažení, čím vzrastie veľkosť jeho účinníka.

Nevýhodou tejto formy kompenzácie je jej statický charakter, ktorý si vyžaduje analýzu

prevádzkových stavov spotrebičov a ich následnú výmenu za vhodnejšie. Pri zmene

výrobných parametrov sa môžu zmeniť aj zaťaženia jednotlivých spotrebičov, čím sa

prirodzená kompenzácia stáva neúčinnou.

2. Individuálna kompenzácia – vyžaduje kompenzáciu účinníka pripojením

kompenzačného kondenzátora na svorky spotrebiča. Pre každý spotrebič individuálne sa

vypočítajú parametre kondenzátora na základe fázorového diagramu výkonov. Pri výmene

spotrebiča za iný je potrebné znova prerátať veľkosť kompenzácie, prípadne pôvodný

45

kondenzátor nahradiť novým. Za nevýhodu individuálnej kompenzácie môžeme taktiež

považovať potrebu kompenzátora na každom spotrebiči zvlášť, čo môže spôsobiť

problémy pri odhaľovaní prípadnej poruchy kompenzácie účinníka. Jalový prúd tečie len

medzi kompenzátorom a spotrebičom, čo znižuje nároky na prierez vodičov od hlavného

rozvádzača po kompenzátor.

3. Skupinová kompenzácia – využíva kompenzátor účinníka pre viacero spotrebičov

spoločne. Umiestňuje sa v podružných rozvádzačoch prevádzkovej budovy. Kompenzátor

sa zväčša vyrába vo forme batérie kompenzačných kondenzátorov. Pripájaním resp.

odpájaním kondenzátorov v batérii môžeme pružne meniť veľkosť kompenzácie pri

zmene veľkosti účinníka. Na to však potrebujeme automatický systém riadenia odberu

jalového výkonu, ktorý sleduje a vyhodnocuje momentálnu veľkosť účinníka pripojených

spotrebičov. Skupinová kompenzácia je vhodná najmä do prevádzok, v ktorej sú len

niektoré časti odberateľom jalového výkonu. Podobne, ako u predchádzajúcej metódy sa

znížia nároky na prierez vodičov pred kompenzátorom.

4. Centrálna kompenzácia – používa jeden spoločný kompenzátor pre celé pripojené

odberové miesto. Umiestňuje sa do hlavného rozvádzača vo forme automaticky riadeného

kompenzátora. Jeho vyhotovenie sa môže blokovo zhodovať s kompenzátorom

používaným pri skupinovej kompenzácii. O reguláciu veľkosti kompenzácie sa stará

automatický systém, ktorý sleduje momentálny odber jalového výkonu a operatívne mení

parametre kompenzácie účinníka.

Technické prostriedky používané na kompenzáciu jalového výkonu sa odlišujú

svojím princípom a delia sa:

1. Rotačné kompenzátory – sú to synchrónne motory so samostatným budiacim vinutím

budeným zo zdroja jednosmerného prúdu. Zmenou veľkosti budiaceho prúdu sa mení

účinník tohto motora a tým aj jalový výkon. Paralelným pripojením ku kompenzovanému

spotrebiču tak môžeme regulovať veľkosť odoberaného jalového výkonu zo siete.

Používajú sa v aplikáciách, kde je záťaž stabilná, ako sú kompresora, čerpadlá a podobne.

Zmena jalového výkonu tu prebieha s oneskorením, a preto nie sú vhodné pre spotrebiče,

ktorých odber jalového výkonu sa dynamicky mení. Nevýhodou je aj odber činnej

elektrickej energie, ktorú pre svoju činnosť potrebujú, preto sú v poslednej dobe na ústupe.

46

2. Kompenzačné kondenzátory – sú to výkonové kondenzátory, ktoré musia spĺňať rad

podmienok: tepelná stabilita, odolnosť voči prepätiu, straty a spoľahlivosť v prevádzke,

frekvenčná závislosť a iné. Používajú sa v sieťach s malou úrovňou energetického rušenia,

pre spotrebiče so stabilnou záťažou, ktorá sa v čase nemení.

3. Kompenzačné články a polovodičové kompenzátory – obsahujú výkonové LC články

v mnohých prevedeniach doplnené o kompenzačné tlmivky. Okrem kompenzácie účinníka

regulujú harmonické. Ponúkajú možnosti rôznych prevedení v závislosti od požadovaných

vlastností kompenzátora. Použitie polovodičových súčiastok dáva kompenzátoru rozšírené

technické vlastnosti. Medzi inými aj dlhšiu životnosť, pretože kontaktné spínanie

nahradzuje bezkontaktné, napr. tyristorové.

4.4 Vlastná optimalizácia využitia elektrickej energie

Na základe kritéria dosiahnutej ceny za kilowatthodinu ponúka optimalizácia

nákladov na elektrickú energiu široké spektrum činností. V prvom rade si musíme

uvedomiť, že dosiahnuté úspory musia prevýšiť nadobúdacie a prevádzkové náklady

spojené s optimalizáciou nákladov. Každá z činností si vyžaduje dokonalú analýzu, aby

sme vedeli predpovedať jej dopady, náklady a zložitosť. Takéto analýzy môže vykonávať

len osoba kvalifikovaná a skúsená, preto je vhodnou prvou činnosťou optimalizácie

energetický audit.

4.4.1 Energetický audit

Energetický audit predstavuje odborné zhodnotenie stavu energetického

hospodárenia budovy alebo areálu. Hľadá možnosti energetických úspor a navrhuje

opatrenia, ktoré vedú k zníženiu energetickej náročnosti budovy alebo celého areálu.

Výsledkom sú okrem iného konkrétne výstupy výšky energetických úspor, uvažovaných

investičných nákladoch a ekonomickom prínose energetických úspor. Energetický audit

analyzuje všetky energie využívané v objekte, ale počíta aj s inými druhmi energie, ako

alternatívou za používané energie.

V súvislosti s optimalizáciou odberu elektrickej energie sa naskytá otázka, či je

nutné vykonávať komplexný energetický audit a nie len analýzu úspor elektrickej energie.

Okrem možnosti optimalizovať využitie ostatných energií nám energetický audit môže

47

ponúknuť možnosť výmeny elektrickej energie za inú formu energie pri niektorých, zväčša

nevýrobných, činnostiach. Nemusí sa však jednať len o úplné nahradenie elektriny. Rozvoj

nových technológií nám dáva široké spektrum možností, ako znížiť spotrebu elektriny

využitím alternatívnych zdrojov energie. Ako príklad môžeme uviesť rekuperáciu teplého

vzduchu z elektromotorov. Môžeme ním čiastočne vykurovať priestory alebo prihrievať

teplú úžitkovú vodu. V aplikáciách využívajúcich elektrickú energiu na spomínané účely,

tým môžeme dosiahnuť nezanedbateľnej úspory.

V súčasnej dobe môžeme na trhu nájsť množstvo firiem vykonávajúcich

energetický audit a poradenstvo v oblasti energetickej optimalizácie. Rozsah a špecifikácia

auditu závisí od požiadaviek zadávateľa. Závery a zistenia auditu slúžia na vypracovanie

projektov, ktoré nie sú súčasťou auditu. Tie sa týkajú konkrétnych činností energetickej

optimalizácie. Energetický audit by mal byť prvou časťou optimalizácie nákladov na

elektrinu.

4.4.2 Regulácia odberu elektrickej energie

Regulácia odberu elektrickej energie pomocou automatického regulátora je jednou

z najefektívnejších metód optimalizácie nákladov na elektrinu. Používa sa u odberateľov

elektrickej energie s intervalovým meraním spotreby elektriny, ktorí majú zmluvne

dohodnuté hodnoty rezervovanej kapacity a maximálnej rezervovanej kapacity.

Prekročenie týchto hodnôt je pre distribútorov elektrickej energie nežiaduce, preto si

uplatňujú vysoké penále za nedodržanie zmluvných hodnôt. Za smerodajnú sa považuje tá

štvrťhodina v mesiaci, v ktorej dosiahol odber najvyššie prekročenie rezervovanej

kapacity. Použitím regulátora zabránime prekročeniu zmluvných hodnôt a vyhneme sa

zvýšeným nákladom za distribúciu elektrickej energie, ktoré majú za následok zvýšenie

relatívnej ceny za kilowatthodinu.

Podstatou činnosti regulátora je sledovanie aktuálneho odberu a vypínanie

spotrebičov pri hrozbe prekročenia nastavenej regulačnej úrovne. Pomocou oddeľovacieho

člena pripojeného na fakturačný elektromer regulátor sleduje veľkosť odoberaného príkonu

odberného miesta. Pomocou riadiaceho algoritmu vyhodnocuje riziko prekročenia

regulačnej úrovne a v prípade potreby vypína vybrané spotrebiče. Ak odber v sledovanom

časovom úseku nedosiahne regulačnej úrovne, sú spotrebiče uvedené späť do chodu.

48

V modelovom príklade má odberné miesto pripojené do distribučnej siete ZSE

Distribúcia, na úrovni VN a distribučnej sadzbe X2, rezervovanú kapacitu 250 kW na

obdobie jedného mesiaca. V kritickej štvrťhodine došlo k prekročeniu rezervovanej

kapacity o hodnotu 18 kW.

Obr. 7: Ukážka možného priebehu štvrťhodinových maxím bez regulácie

Na základe rozhodnutia Úradu pre reguláciu sieťových odvetví číslo 0028/2010 zo

dňa 10.12.2009, uverejnenom na internetovej adrese:

http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0028_2010_E.pdf , sa prekročenie rezervovanej

kapacity u odberateľov VN pokutuje sumou 33,1939 € za každý kW prekročenia. Pre náš

príklad teda vychádza pokuta vo výške:

Mesačná platba za rezervovanú kapacitu na základe uvedeného rozhodnutia je vo výške:

Použitím vhodného regulátora by sme dokázali veľkosť spotreby udržať na hodnote 220

kW a na túto hodnotu by sme zmluvne dohodli aj veľkosť rezervovanej kapacity. Pri

predpoklade, že sa nezmenia výrazne výrobné pomery v prevádzke, a tým aj spotreba,

49

môžeme rezervovanú kapacitu dohodnúť na obdobie jedného roka. Tým sa mesačné

náklady za rezervovanú kapacitu zmenšia na úroveň:

Obr. 8: Ukážka možného priebehu štvrťhodinových maxím s použitím regulácie

V našom príklade teda dochádza k mesačnej úspore nákladov znížením platby za

rezervovanú kapacitu a nulovou platbou za jej prekročenie vo výške:

V súčasnosti je na našom trhu široké množstvo dodávateľov kompletných regulačných

systémov, z ktorých sme pre naše výpočty použili regulátor DX 8108Q s oddeľovacím

členom DX 5001 od firmy Duel Námestovo s.r.o. . Je to automatický regulátor

štvrťhodinového maxima, ktorý môže ovládať 8 vetiev spotrebičov. Náklady na kúpu

regulátora s oddeľovacím členom sú podľa aktuálneho cenníka firmy Duel Námestovo

s.r.o. zverejnenom na internetovej adrese http://www.duel-ltd.sk/svk/price/cen1001.pdf vo

výške 471 €.

50

Obr. 9: Regulátor štvrťhodinového maxima DX 8108Q, Zdroj: www.duel-ltd.sk

Inštaláciu výrobku môže previesť pracovník firmy, u ktorej sa regulátor inštaluje, ak spĺňa

kvalifikačné podmienky. Tým odpadajú náklady na montáž regulátora. Celková úspora

nákladov za rezervovanú kapacitu a jej prekročenie v našom príklade, už v prvom mesiaci

zavedenia regulácie odberu štvrťhodinového maxima, dosiahla hodnotu:

Všetky uvedené ceny sú bez dane z pridanej hodnoty a bez spotrebnej dane za elektrinu. Aj

keď sa môže zdať regulácia štvrťhodinového maxima veľmi ľahkou cestou k rýchlej

úspore prostriedkov, musíme si uvedomiť náročnosť jej zavedenia. Pred zavedením

regulácie musíme analyzovať, ktoré spotrebiče sú vhodné na reguláciu, a či vôbec môžeme

výrobný proces ovplyvňovať reguláciou. Pri vypnutí a opätovnom zapnutí automatického

obrábacieho stroja, by mohlo dôjsť k zraneniu osôb, poškodeniu stroja, obrobku, pripadne

by sa mohol narušiť obrábací proces. Preto je nevhodné tieto typy zariadení použiť na

reguláciu. Vhodnými sú zariadenia, ktorých činnosť nie je zdrojom rizika a umožňujú

krátkodobé vypnutie. Medzi také patria ohrievače vody, vzduchu, pece, kompresory a iné.

V niektorých prípadoch nemusí dôjsť k úplnému vypnutiu zariadenia, pre účely

regulácie štvrťhodinového maxima môže postačiť aj zníženie jeho výkonu. Ako príklad

môžeme uviesť dopravník poháňaný elektromotorom, ktorého otáčky ovláda frekvenčný

menič. Znížením otáčok poklesne príkon zariadenia na hodnotu vyhovujúcu regulácii

štvrťhodinového maxima. K tomu sa však musia podriadiť aj súvisiace technológie, aby

51

nedošlo k zahlteniu vstupu dopravníka. Celkovo je proces regulácie štvrťhodinového

maxima zložitý a špecifický pre každý subjekt, jeho možnosti však prinášajú dôležité

úspory nákladov na elektrickú energiu.

4.4.3 Využitie energeticky úsporných elektromotorov a meničov frekvencie

Využitie elektromotorov má v priemysle nenahraditeľné miesto. Ich široké

uplatnenie je spôsobené výbornými prevádzkovými vlastnosťami, ako aj ich vysokou

účinnosťou premeny elektrickej energie na mechanickú. Vzhľadom na ich hromadné

rozšírenie a veľké inštalované výkony, sú aj napriek vysokej účinnosti dôležitou súčasťou

optimalizácie spotreby na elektrickú energiu.

Najväčšie uplatnenie v procese optimalizácie nákladov na elektrickú energiu má

v oblasti elektromotorov zvyšovanie účinnosti premeny elektrickej energie na mechanickú.

V praxi je to dosiahnuteľné iba fyzickou výmenou elektromotora za účinnejší typ. Hlavný

podiel výroby elektromotorov nasleduje medzinárodné normy pre určovanie účinnosti

elektromotorov, ako je norma CEMEP EFF, v súčasnosti nahradzovaná prísnejšou normou

IEC EN 60034-30:2009. Obe normy určujú prísnejší spôsob merania a výpočtu účinnosti

nízkonapäťových trojfázových elektromotorov a ich strát a radia ich do troch tried

účinnosti:

CEMEP :

EFF1 - vysoká účinnosť

EFF2 - zvýšená účinnosť

EFF3 - štandardná účinnosť

IEC EN 60034-30:2009 :

IE1 –štandardná účinnosť (porovnateľná s EFF2)

IE2 – zvýšená účinnosť (porovnateľná s EFF1)

IE3 – vysoká účinnosť

52

Obr. 10: Účinnosť elektromotorov jednotlivých tried radu EFF, Zdroj: www.etm.cz

Vyššia účinnosť elektromotorov je dosiahnutá modernejšou konštrukciou

a využitím pokrokových technológií pri výrobe komponentov elektromotorov. Podstatné

zlepšenie účinnosti je dosiahnuté využitím technológie tlakového liatia rotorových klietok

z medi, ktoré nahradzuje štandardné hliníkové klietky. Kvalitnejšie statorové a rotorové

plechy, lepšie dimenzovaná ventilácia a uloženie rotora nezanedbateľne vplývajú na vyššiu

účinnosť elektromotorov. Všetky úpravy konštrukcie sa premietnu do vyššej ceny

elektromotora. Avšak pri vhodnom návrhu pohonu a optimálnom využití elektromotora sa

tieto náklady odrazia v nižších platbách za elektrickú energiu a spolu s deklarovanou,

relatívne dlhou, životnosťou elektromotora je návratnosť investície ekonomicky výhodná.

Použitie energeticky úsporných elektromotorov je vhodná pre aplikácie s veľkým využitím

pohonu v čase, napr. pre nepretržité prevádzky. Pri pohonoch s občasným využitím sa

kvôli návratnosti investície skôr hodia štandardné elektromotory. Preto je proces

zriaďovania alebo výmeny pohonu nutné podrobiť analýze optimalizácie nákladov.

Značná časť priemyselných pohonov nemá statický charakter čo znamená, že si

vyžaduje zmenu výstupného výkonu v čase. Možno ju dosiahnuť reguláciou na vstupe

53

alebo výstupe pohonu. Regulácia výstupu využíva mechanický spôsob regulácie, ako napr.

natočenie lopatiek ventilátora, škrtenie prietoku čerpadla klapkou a iné. Tieto riešenia sú

z hľadiska optimálneho využitia výkonu neefektívne, preto je vhodné použitie regulácie na

vstupe pohonu.

Obr. 11: Porovnanie energetickej náročnosti regulácie škrtiacou klapkou a regulácie

frekvenčným meničom

Jedná sa o reguláciu otáčok elektromotora zmenou frekvencie pomocou

frekvenčného meniča. Súčasný trh nám ponúka široké spektrum meničov pre všetky typy

aplikácií a výkonov. Základnou funkciou frekvenčného meniča je zmena frekvencie

elektrického prúdu privádzaného na vstup elektromotora čo spôsobuje zmenu jeho otáčok.

Regulácia prebieha plynule bez akýchkoľvek medzier v jej priebehu, otáčky môžeme

meniť prakticky v celom využiteľnom spektre. Pri klasickom rozbehu zaťaženého

elektromotora dochádza k významnému nárastu hodnoty prúdu (niekoľko násobne voči

nominálnemu), čo vedie k prehrievaniu vinutí a často krát aj k aktivácii istiacich prvkov.

Frekvenčné meniče umožňujú rozbeh ovládať tak, v závislosti od nastavenia, že veľkosť

rozbehového prúdu neprekročí 1,5 násobok nominálneho prúdu takže vinutia nie sú

preťažené. Taktiež na plynulejší rozbeh využíva hydraulická spojka medzi elektromotorom

a prevodovkou. Jej funkčnosť v porovnaní s meničom je vo väčšine prípadov malá,

poruchová a komplikuje technologické vyhotovenie pohonu. Preto je vhodné jej

54

odstránenie a rozbeh realizovať frekvenčným meničom. Ak je pri behu štandardný pohon

preťažený alebo zablokovaný, napr. nečistotou v dráhe pohonu, môže dôjsť

k mechanickému poškodeniu častí pohonu alebo elektromotora. Nastaviteľné funkcie

meniču umožňujú sledovať hodnoty a pri prekročení niektorej z nich beh zastaviť. Menič

dá o tomto stave informáciu obsluhe a tá môže poruchový stav ihneď odstrániť. Pri pohone

s viacerými súbežnými motormi môže vplyvom zablokovania jedného z nich dôjsť ku

skríženiu pohonu. Preto sú meniče vybavené funkciou synchronizácie, ktorá umožňuje

spomaliť alebo úplne zastaviť ostatné motory, ak sa na jednom s nich vyskytne nežiaduci

stav alebo porucha. Menič ovládajúci postihnutý motor zaznamená chybový stav a dá

povel ostatným meničom na zastavenie pohonu.

Obr. 12: Frekvenčný menič OPTI-line V2500, Zdroj: www.wattdrive.sk

Pri brzdení pohonov sa klasicky využíva elektromagnetická brzda v elektromotore,

ktorá zvyšuje nároky na konštrukciu a údržbu pohonu. Pri poruche brzdy môže dôjsť

k samovoľnému dojazdu pohonu a tým aj nebezpečenstvu. Riadeným dojazdom

frekvenčný menič ovláda spomaľovanie pohonu elektromotorom, ktorý v tomto režime

pracuje ako brzda. Dojazd, rovnako aj rozbeh, môže prebiehať lineárne aj nelineárne,

v závislosti od nastavenia konkrétneho frekvenčného meniča. Vývoj frekvenčných

meničov napreduje, výrobcovia ponúkajú množstvo dokonalejších riadiacich a meracích

funkcií meničov. Ich význam a uplatnenie v priemyselnej regulácii sa vďaka ich dobrým

vlastnostiam neustále zvyšuje a ich ponuka sa rozširuje. Napriek ich vysokej nadobúdacej

55

cene je ich ekonomický a prevádzkový prínos v dobre navrhnutých aplikáciách

nezanedbateľný, a preto s nimi musíme rátať v procese optimalizácie nákladov na

elektrickú energiu.

4.4.4 Alternatívne možnosti optimalizácie využitia elektrickej energie

Pojem rekuperácia odpadového tepla je známy najmä v súvislosti

s nízkoenergetickými a energeticky pasívnymi budovami. Ide o proces, pri ktorom sa

odpadové teplo pri vetraní využíva na ohrev čerstvého vzduchu. Pri klasickom vetraní

opotrebovaný vzduch z budovy odchádza pozvoľna cez otvorené okno spolu s teplom,

ktoré mu bolo odovzdané vykurovaním. Rekuperácia odpadového vzduchu využíva

vetracie zariadenia, cez ktoré sa odpadový vzduch odvádza do rekuperačnej jednotky, tam

svoje teplo odovzdá cez výmenník čerstvému vzduchu a je odvedený mimo budovu.

Čerstvý vzduch môže byť podľa potreby prihriaty na požadovanú teplotu a rozvedie sa

vetracími kanálmi po budove.

Princíp rekuperácie odpadového tepla v priemysle využíva namiesto tepla z

vetrania miestností v značnej miere odpadové teplo z pracovných procesov. Každý proces

premeny energie vytvára odpadové teplo, preto ho môžeme považovať za potenciálny

zdroj pre rekuperáciu. Treba však správne zhodnotiť koľko odpadového tepla zdroj

produkuje, ako efektívne sme ju schopný z tohto zdroja získať a v neposlednom rade

ekonomickú návratnosť investície. Najvhodnejšími sú procesy, pri ktorých sa teplo vyrába

zámerne, napr. tavenie, spaľovanie. Vhodné sú tiež procesy premeny elektrickej energie na

mechanickú, alebo mechanickej energie na elektrickú, napr. elektromotory, generátory

elektrického prúdu. Aby boli výsledky rekuperácie dostatočné, odvod odpadového tepla

musí byť vykonaný s dostatočnou účinnosťou. Ako základné transportné médium

rekuperácie sa využíva vzduch, môže sa však použiť aj kvapalina, napr. voda, nízko

tuhnúca kvapalina. Teplo získané vo výmenníku sa odovzdáva späť čerstvému vzduchu,

prípadne kvapaline, čo môžeme využiť na kúrenie, ohrev úžitkovej vody, predohrev

pracovného vzduchu a podobne. V prípad potreby sa za výmenníkom ešte môže dodatočne

doplniť teplo konvenčnými spôsobmi, napr. elektrická špirála, plynový horák.

Obrovské množstvo procesov vykonávaných v priemysle ponúka rekuperácii

odpadového tepla veľa spôsobov uplatnenia a taktiež vyhotovenia. Pretože každý proces je

56

individuálny, treba sa mu v súvislosti s rekuperáciou aj osobitne venovať a nájsť jeho

skryté možnosti.

Obr. 13: Model rekuperačnej jednotky teplého vzduchu, Zdroj: www.feroca.sk

Okrem odpadového tepla sa v praxi využíva aj rekuperácia kinetickej energie.

Výstupom tejto metódy je elektrická energia. Pri elektrodynamickom brzdení vzniká

elektrická energia, ktorá sa v aplikáciách bez rekuperácie cielene spotrebuje

v odporníkoch. Jej potenciál môžeme využiť priamym transportom do siete alebo

akumulovaním a neskorším použitím. Najčastejšie sa s ňou môžeme stretnúť u vozidiel

s elektrickou trakciou, napr. električky, lokomotívy. Najjednoduchšie je vzniknutú

elektrickú energiu uložiť do akumulátorov a využiť ju neskôr. Ak nie je takéto riešenie

možné, musí sa energia odovzdať do trakčnej siete, z ktorej je vozidlo napájané.

Podmienkou je, aby bolo do siete pripojené iné vozidlo, ktoré ju ihneď spotrebuje. Pri

striedavých pohonoch napájaných z trojfázovej sústavy sa rekuperácia prevádza pomocou

rekuperačného meniča. Ten zabezpečí, aby parametre elektrickej energie vyhovovali

57

návratu do napájacej siete. V praxi sa táto rekuperácia využíva v pohonoch s častým

brzdením, napr. žeriavy, dopravné vozíky.

Kogenerácia je technológia združenej výroby elektrickej energie a tepla v jednom

zariadení. Je vhodná pre objekty, kde je súčasne spotreba elektrickej energie a teplej vody.

Jednotková cena takto vyrobenej elektrickej energie je v porovnaní s trhovou cenou vyššia,

čo však nie je podstatou použitia kogenerácie. V niektorých priemyselných aplikáciách

potrebuje veľké množstvo tepla, prípadne chladu. Na jeho výrobu sa často používa

elektrická energia, čo je však veľmi nákladné. Preto je v týchto aplikáciách vhodné použiť

kogeneráciu – spolu s elektrickou energiou vyrábame aj tepelnú, čím sa zníži spotreba

elektrickej energie odoberanej zo siete. V konečnom dôsledku tak môžeme dosiahnuť

značnú úsporu nákladov na elektrickú energiu.

Kogeneračné jednotky sú plynové spaľovacie motory s trojfázovým generátorom

pripojeným na kľukovú hriadeľ. Ten vyrába elektrickú energiu pre priamu spotrebu

v objekte, prípadne sa môže distribuovať do rozvodnej siete. Procesom spaľovania plynu

vzniká v motore odpadové teplo. Jeho odoberaním zo spalín prípadne motorového oleja

dostávame horúcu vodu. Jej použitie závisí od konkrétnej situácie, ale jej využitie je široké.

Najčastejšie sa používa na vykurovanie obytných, spoločenských a výrobných priestorov,

teplej úžitkovej vody a iné. Pre niektoré priemyselné aplikácie existuje možnosť využitia

rozšírenej metódy kogenerácie, tzv. trigeneráciu, kde okrem elektrickej energie a tepla

získavame aj chlad. Využitie trigeneračných zariadení sa uplatňuje najmä v potravinárstve.

Kogeneračné jednotky väčších výkonov dokážu okrem teplej vody vytvárať aj

vodnú paru. Získava sa len teplotou spalín motora vedených cez katalyzátor do parného

vyvíjača. Za ním je osadený kondenzačný výmenník a tlmič výfuku zakončený komínom.

Teplo z motorového oleja ohrieva vodu a ňou sa predhrieva para. V priemyselných

aplikáciách sa dá para okrem iného použiť na ohrev pracovného vzduchu, pracovných

kvapalín, na technologický ohrev a iné. Vyrobená elektrická energia sa môže ihneď

spotrebovať v podniku, prípadne sa môže použiť len na pokrytie špičkového odberu.

Dosiahneme tým menšiu hodnotu rezervovaného maxima a štvrťhodinového maxima,

v prípade výpadku dodávky elektrickej energie môžeme pokryť aspoň časť potrebného

elektrického výkonu.

58

Obr. 14: Model kogeneračnej jednotky, Zdroj: www.banik.sk

Základným palivom kogeneračných jednotiek je zemný plyn, ktorý sa dá účinne

nahradiť iným druhom plynného paliva. V poľnohospodárstve to môže byť bioplyn, inak je

možné využiť aj drevný plyn, skládkový plyn, banský plyn, propán-bután alebo ich

kombinácie.

59

5. Diskusia

Liberalizácia trhu s elektrickou energiou v posledných rokoch spôsobila rozšírenie

trhu s elektrickou energiou. Objavujú sa noví výrobcovia elektrickej energie, ktorí

využívajú možnosť konkurencie s ostatnými výrobcami. Časť z týchto výrobcov existovalo

už v minulosti, elektrickú energiu však vyrábali len pre svoju potrebu, pretože im

legislatíva neumožňovala jej komerčné využitie. Ich konkurencieschopnosť je však otázna

vzhľadom na ich malý objem výroby oproti kľúčovým výrobcom.

Energetická politika Európskej únie vrátane Slovenska cielene podporuje

využívanie obnoviteľných zdrojov energie. Tým vznikajú na energetickom trhu subjekty,

ktorých produkcia je postavená na štátnych dotáciách. V praxi to znamená, že subjekt

dodáva do siete elektrickú energiu za vyššiu výkupnú cenu, ako je skutočná trhová cena. Je

to spôsobené malou efektivitou výroby elektriny z obnoviteľných zdrojov a ich vysokými

nadobúdacími nákladmi. Trhová cena takto vyrobenej energie by nebola

konkurencieschopná a výroba takejto elektriny by bola v praxi nerealizovateľná, pri

súčasnej technickej úrovni výroby elektriny z obnoviteľných zdrojov. Týmto spôsobom sa

však podporuje rozvoj technológií využitia obnoviteľných zdrojov energie, čím sa

dosahuje zmenšovanie závislosti energetiky na neobnoviteľných zdrojoch energie,

predovšetkým fosílnych palivách, o čo sa snaží energetická politika Európskej únie.

Liberalizovaný trh s elektrickou energiou ponúka nové možnosti aj pre odberateľov

elektriny. Každý subjekt má možnosť vybrať si svojho dodávateľa nezávisle na regionálnej

príslušnosti. Vo sfére maloodberateľov, kam patria domácnosti a malé podniky, je

umožnený slobodný výber dodávateľa. Keďže v tejto kategórii odberateľov dochádza

k štátnej regulácii cien elektrickej energie, možnosti konkurencieschopnosti dodávateľov

sú obmedzené. Možnosti trhu sú najširšie pre veľkoodberateľov elektrickej energie.

Regulácii cien podliehajú len distribučné a prevádzkové služby, čím sa umožnilo

vytvorenie konkurencieschopnej cenotvorby prispôsobiteľnej individuálnym požiadavkám

odberateľa. Odberatelia veľkého objemu sa stávajú pre výrobcov elektriny strategickými

zákazníkmi, čo im umožňuje dosiahnuť lepšie zmluvné podmienky. Výrobcov to núti

neustále sledovať trh a konkurenciu, zlepšovať svoje služby a kvalitu dodávok, čím sú

priamo nútení k trvalému zlepšovaniu.

Základným úkonom optimalizácie nákladov na elektrickú energiu je priame

zníženie jej spotreby. Medzi hlavné nástroje v kategórii už existujúcich veľkoodberateľov

60

sme zaradili reguláciu štvrťhodinového maxima a reguláciu odberu jalového výkonu jeho

kompenzáciou. Z ekonomického hľadiska sú tieto metódy veľmi vhodné pre ich relatívne

nízke zriaďovacie náklady a relatívne rýchlu návratnosť vynaložených investícií.

Z technického hľadiska nepredstavujú významný zásah vzhľadom na ich relatívne

jednoduchú inštaláciu a širokú prispôsobiteľnosť individuálnym potrebám odberového

miesta.

Alternatívne spôsoby optimalizácie nákladov na elektrickú energiu, kam sme

zaradili energeticky úsporné motory, využitie frekvenčných meničov, rekuperáciu

a kogeneráciu, sú z ekonomického aj technického hľadiska oveľa zložitejšie. Zaradenie

týchto metód do jestvujúcej prevádzky si vyžaduje značné náklady. V prvom rade ide

o ekonomickú náročnosť obstarania tej - ktorej technológie. Vzhľadom na relatívne nízky

vek, malé rozšírenie a nedostatočnú konkurenciu sú náklady na obstaranie relatívne

vysoké. Inštalácia si vyžaduje rozsiahle analyzovanie, projektovanie a taktiež

nezanedbateľné zásahy do jestvujúcej technológie. Tým sa môžu javiť ako nerentabilné,

a v praxi nepoužiteľné. Ak by sme ich však zaradili pri procese plánovania vybudovania

novej prevádzky, môžu sa stať kľúčovým faktorom energetickej optimalizácie. Ich použitie

a efektívnosť sú individuálne a značne závisia od konkrétnej situácie. Všeobecne môžeme

povedať, že sú napriek vysokým obstarávacím nákladom nezanedbateľnou možnosťou

optimalizácie nákladov na elektrickú energiu pre veľkoodberateľov.

61

6. Záver

V predkladanej diplomovej práci bolo cieľom práce podľa kategorizácie

odberateľov elektrickej energie vypracovať prehľad používaných platobných produktov

dodávateľov elektrickej energie na území Slovenskej republiky. Taktiež bolo potrebné

porovnať veľkoodberateľov elektrickej energie z tarifného hľadiska a preskúmať ich

rozdiely. Meranie, optimalizácia a regulácia odberu elektrickej energie je komplexný

systém technicko-ekonomických a organizačných atribútov, ktoré smerujú k optimalizácii

spotreby elektrickej energie a k zníženiu finančných nákladov na strane spotrebiteľa.

Prvou identifikačnou údajovou základňou pre rámcové posúdenie vhodnosti

optimalizácie v odberovom mieste sú faktúry za odber elektrickej energie vypracované na

základe nameraných hodnôt fakturačným elektromerom. Z ich štatistického rozboru sa dá

zistiť či je možné v konkrétnej organizácii zaviesť optimalizáciu a reguláciu odberu

elektrickej energie. Súčasne je možné odhadnúť výšku úspor. Pre odberateľov pripojených

do napäťovej úrovne NN je rozhodujúcim údajom počet kWh, ktoré odobrali zo siete.

Zníženie nákladov na elektrickú energiu v tejto kategórii sa dá v najväčšej miere ovplyvniť

znižovaním celkovej spotreby elektriny. Liberalizovaný trh umožňuje vybrať si dodávateľa

elektrickej energie, ktorý nám môže ponúknuť výhodnejšiu cenu, čo je však limitované

konkurencieschopnosťou dodávateľa vzhľadom na reguláciu cien v tejto kategórii.

U odberateľov pripojených do napäťovej úrovne VN a VVN je rozhodujúcim pre

výšku fakturácie údaj o maximálnej úrovni priemerného štvrťhodinového výkonu, ktorá

bola zaznamenaná centrálnym elektromerom. Táto najvyššia dosiahnutá hodnota v

konkrétnej jednej štvrťhodine mesiaca je základom pre výpočet a fakturáciu položky

nameraného štvrťhodinového výkonového maxima. Platbou za prekročenie rezervovanej

kapacity je odberateľ nútený zo strany dodávateľa elektrickej energie eliminovať

nerovnomerný odber. Riadením odberu možno predchádzať extrémnym odberovým

situáciám, a tým znižovať dosahovanú úroveň výkonového maxima, rozhodujúcu pre

mesačnú fakturáciu. Otvorený trh s elektrickou energiou vytvára konkurenčné správanie

dodávateľov čo je výhodné pre odberateľov tejto kategórie. Tí majú možnosť vyjednávať

s dodávateľom o cene poskytnutých služieb a prispôsobiť si ich individuálnym potrebám.

Rozvoj moderných technológií otvára nové možnosti aj vo sfére energetiky.

Alternatívne spôsoby optimalizácie nákladov na elektrinu spolu s tradičnými dávajú

odberateľom široké možnosti použitia optimalizácie. Ich prispôsobiteľnosť je značná

62

a dokáže spĺňať individuálne potreby subjektov, čo umožňuje dosiahnuť vyrovnanú

energetickú bilanciu, zníženie spotreby elektrickej energie, čím sa priamo znížia náklady

na jej obstaranie. Ušetrené prostriedky je vhodné spätne investovať do optimalizácie

a zabezpečiť si tak náskok pred neustále rastúcimi cenami elektrickej energie.

63

7. Použitá literatúra

1. BJALONČÍK, M.: Kompenzácia účinníka elektrických zariadení. Žilinská

univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Žilina, 2008.

2. BYSTRIANSKY, P. 2008 Elektroenergetika. Slovenská poľnohospodárska

univerzita v Nitre, Technická fakulta, Nitra, 2008. ISBN 978-80-552-0062-0.

3. BYSTRIANSKY, P. – MINÁRIK, J.: Analyzátor možností úspor elektrickej

energie s použitím PC = Analyzer of the Electric Power Savings Possibilities with

PC. In: Zborník z medzinárodnej vedeckej konferencie „Informačné

a automatizačné technológie v riadení kvality produkcie“, Vernár-Slovenský raj,

2005. ISBN: 80-8069-577-6.

4. DIČÉR, T.: Možnosti využitia automatických regulátorov odberu elektrickej

energie. Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Mechanizačná fakulta,

Nitra, 2007.

5. FECKO, Š. –BRODŇAN, I.-GAŠPAROVSKÝ, D. 2001 Elektroenergetika 1.

Bratislava : AlfaPus, 2001.

6. GAŠPAROVSKÝ, D. 2001. Elektrické rozvody a inštalácie. Bratislava : STU,

2001.

7. LENCÉS, L.: Analýza možností úspor energií v poľnohospodárstve. Slovenská

poľnohospodárska univerzita v Nitre, Mechanizačná fakulta, Nitra, 2005.

8. MOTAJ, M. – BYSTRIANSKY, P. – MINÁRIK, J.: Meranie spotreby elektrickej

energie na Slovenskej poľnohospodárskej univerzite v Nitre. In: SEKEL 2003.

9. RAPŠÍK, M. – SMOLA, A. – BOHÁČ, M. – MUCHA, M., 2004. Základy

energetiky 1. Bratislava : STU v Bratislave FEI, 2004. – 201 s. – ISBN 80-227-

2074-7.

10. SIROTEK, O.: Riadenie spotreby energií v poľnohospodárstve. Slovenská

poľnohospodárska univerzita v Nitre, Mechanizačná fakulta, Nitra, 2005.

64

8. Použité internetové zdroje

1. ZSE, 2010. Západoslovenská energetika, a.s. [online], <http://www.zse.sk>,

8.2.2010,

2. SSE, 2010. Stredoslovenská energetika, a.s. [online], < http://www.sse.sk>,

8.2.2010,

3. VSE, 2010. Východoslovenská energetika, a.s. [online], <http://www.vse.sk>,

8.2.2010,

4. Slovenské elektrárne, a.s. 2010 [online], <http://www.seas.sk/encyklopedia>,

12.2.2010,

5. Úrad pre reguláciu sieťových odvetví, 2010 [online], dostupné na internete

<http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0028_2010_E.pdf>, 15.2.2010,

<http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0014_2010_E.pdf>, 15.2.2010,

<http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0019_2010_E.pdf>, 15.2.2010,

<http://www.urso.gov.sk/rozhodnutia/cv/0028_2010_E.pdf>, 15.2.2010,

6. Duel Námestovo, s.r.o. 2010 [online], <http://www.duel-

ltd.sk/svk/price/cen1001.pdf>, 21.2.2010,

7. Křižík GBI, a. s. 2009 [online], [obrázok 1] - dostupné na internete

<http://www.gbi.krizik.sk/univ/3m_03_2006_01.jpg, 27.9.2009, [obrázok 2] -

dostupné na internete <http://www.gbi.krizik.sk/univ/e3s_04_2006_02.jpg>,

27.9.2009,

8. Slovenské elektrárne, a.s. 2010 [online], [tabuľka 1], [tabuľka 2], [tabuľka 3] –

dostupné na internete <http://www.seas.sk/spolocnost/klucove-udaje/instalovane-

vykony-elektrarni>, 6.2.2010,

9. Slovenská elektrizačná prenosová sústava, a.s. 2010 [online], [tabuľka 4], [tabuľka

5], [tabuľka 6] – dostupné na internete

<http://www.sepsas.sk/seps/TechnickeUdaje.asp?kod=16>, 6.2.2010,

10. Kompel, s.r.o. 2010 [online], [obrázok 6] - dostupné na internete

<http://www.kompel.cz/UserFiles/Image/NN-klasicke-nehrazene/nn-spinany-

venkovniu.jpg>, 27.1.2010,

11. Duel Námestovo, s.r.o. 2010 [online], [obrázok 9] - dostupné na internete

<http://www.duel-ltd.sk/svk/prod/DX8108Q.jpg>, 27.1.2010.