Ostrovní napájecí systémy využívající OZE (část 1)
doc. Ing. Stanislav Mišák, Ph.D.,
VŠB-TUO, FEI, katedra elektroenergetiky,
Ing. Lukáš Prokop, Ph.D.,
VŠ-TUO, FEI, katedra elektroenergetiky
1. Úvod
Vzhledem k snížení výkupních cen elektrické energie z fotovoltaických elektráren (FVE) a také s ohledem na zatížení vysokou daní se v současné době investice do výstavby FVE již stala poměrně málo ziskovou. Stejně tak je tomu vlivem mnoha legislativních bariér s výstavbou větrných elektráren (VTE). Jistou alternativu využití těchto obnovitelných zdrojů představuje jejich využití pro provoz v ostrovním režimu, tedy bez nutnosti připojení k distribuční síti.
Obr. 1. Hybridní systém s horizontální větrnou elektrárnou
Podle velikosti instalovaného výkonu jednotlivých fotovoltaických a větrných elektráren lze ostrovní systémy využít k napájení malých zařízení o výkonu v řádech stovek wattů až po zařízení použité k napájení celých vesnic, kde připojená zátěž má výkon v řádech až megawattů. Vše závisí na instalovaném výkonu jednotlivých zdrojů, typu a velikosti akumulačního zařízení a na zařízeních, která mají být ostrovním systémem napájena.
Jelikož jsou jako zdroje pro ostrovní systém využity pouze obnovitelné zdroje elektrické energie, jejichž provoz je závislý na meteorologických podmínkách v lokalitě, kde jsou instalovány, je nutné je optimálně dimenzovat. S využitím metod optimalizace instalovaného výkonu je možné ušetřit investiční náklady a současně plně využívat potenciál fotovoltaické a větrné elektrárny v kombinaci s akumulací vyrobené elektrické energie v bateriích i potenciál meteorologických podmínek v dané lokalitě. V literatuře je popsáno mnoho přístupů k optimalizaci velikosti instalovaného výkonu a akumulátorových baterií, jako jsou např. metody založené na dynamickém programování, metody grafické konstrukce, pravděpodobnostní metody, metody využívající umělou inteligenci, lineární programování nebo iterační metody. 
Obr. 2 Výkonová křivka horizontální větrné elektrárny Air Breeze Land
I při použití kterékoliv metody optimalizace instalovaného výkonu zdrojů a akumulačního zařízení jde o hledání kompromisu mezi náklady na instalaci a provoz na straně jedné a spolehlivostí systému na straně druhé. Přitom očekávaná spolehlivost systému je naprostou prioritou pro provozovatele ostrovního systému i v případě omezeného rozpočtu.
V areálu VŠB-TU Ostrava byl vybudován pilotní hybridní ostrovní napájecí systém, který je používán k napájení svítidel veřejného osvětlení. Jde o dva fotovoltaické panely odlišných typů a dvě malé větrné elektrárny s horizontální a vertikální osou otáčení, jimiž vyrobená elektrická energie je akumulována do baterií, napájejících během nočních hodin dvě svítidla veřejného osvětlení. 