Jednosmerný prúd obnoviteľných zdrojov sa mení na striedavý
Striedač, niekedy nazývaný invertor, prípadne aj všeobecnejšie menič, premieňa jednosmerný prúd na striedavý. Kým ten, ktorý tečie iba jedným smerom, nemení polaritu, plus zostáva plusom a mínus mínusom, pri opačnom druhu sa tieto hodnoty pravidelne striedajú.
Striedavé napätie je základom prenosu elektriny. Jeho výhodou je schopnosť takzvanej transformácie, keď relatívne jednoduché zariadenie nazývané transformátor dokáže ľubovoľne zvýšiť alebo znížiť veľkosť elektrického napätia.
Vyššie hodnoty tejto veličiny sa využívajú na prenos energie na väčšie vzdialenosti, dokážu prepraviť rovnaké množstvo výkonu pri nižšom prúde. Na to stačia aj tenšie vodiče, ich maximálna kapacita je limitovaná veľkosťou prúdu, prechodom ktorého sa zahrievajú.
Niektoré obnoviteľné zdroje, patria tam napríklad solárne panely, ktoré na elektrinu menia svetlo, však z podstaty svojho fyzikálneho princípu vytvárajú jednosmerné napätie. A aj keď veterné turbíny môžu striedavé napätie vytvárať priamo, jeho kmitočet, teda počet zmien polarity za sekundu, však závisí od otáčok vrtule, ktoré súvisia s premenlivou silou vetra.
V takomto prípade je technologicky výhodnejšie vytvárať napätie jednosmerné, prípadne premeniť striedavé napätie premenlivej frekvencie najskôr na jednosmerné a až to sa premení na striedavé konštantnej frekvencie.
Trhu dominujú Číňania
Striedače dnes používajú aj v mnohých iných oblastiach modernej techniky. Motory pračiek využívajú „invertory“, keď sa elektronicky meniteľnou frekvenciou nastavuje vhodná hodnota otáčok bubna. Nižšia na pranie a oveľa vyššia na odstreďovanie.
Rovnakú technológiu môžeme nájsť aj v chladničkách, klimatizáciách či tepelných čerpadlách. Nezanedbateľným odvetvím sú elektrické vozidlá, otáčky ich motorov sa tiež riadia zmenou frekvencie napájacieho napätia.
Dominantnú pozíciu výrobcov zariadení pre využívanie energie z obnoviteľných zdrojov zastávajú firmy z Číny. Týka sa to aj solárnych panelov, aj keď tu čínsku pozíciu začínajú ohrozovať nečínski výrobcovia.
Solárny panel je z hľadiska konštrukcie relatívne jednoduchým prístrojom, vyžadujúcim síce znalosť polovodičovej technológie, návrh komplexných zapojení však nie je nutný.
V prípade zariadení na premenu jedného druhu energie na iné, hlavne vtedy, ak pracujú s vysokými úrovňami výkonu a pripájajú sa k energetickej sieti, tam patria aj striedače, však ide o komplexnejší problém.
Je nutná nielen znalosť výkonnej elektroniky a dostupnosť príslušných súčiastok, treba zvládať aj prácu s vysokými napätiami a prúdmi a, samozrejme, vedieť aj správne odviesť stratové teplo.
Tu tiež trhu velia Číňania, ktorí zaberajú prvé dve pozície. Európsky výrobca, nemecká firma SMA Solar Technology, sa nachádza až na tretej priečke.
Medzi desiatimi najväčšími výrobcami striedačov tak až polovica sídli v Číne. Zvyšok pochádza okrem Nemecka aj z Izraelu a Rakúska. Títo však časť výroby presunuli aj do Číny, kde čiastočne vyrába aj producent z USA.
Riziko zvyšuje skutočnosť, že najväčším výrobcom zariadení na premenu jednosmerného napätia na striedavé je Huawei. Táto spoločnosť sa už dostala na sankčný zoznam v oblasti mikročipov či mobilných telefónov práve pre jej napojenie na čínsku armádu.
Hrozí nebezpečenstvo útoku na elektrickú sieť
Kmitočet napätia v elektrickej sieti musí byť v každom okamihu čo najbližší nominálnej frekvencii, v Európe je to 50 Hertzov, v USA kmitá prúd 60-krát za sekundu. Inak dochádza k riziku poškodenia samotnej elektrickej infraštruktúry.
Ako ukazuje aj prípad nedávneho masívneho výpadku v Španielsku, komponenty siete sa bránia fungovaniu v prostredí s vysokou kmitočtovou odchýlkou tým, že sa od nej odpoja.
Aj keď konkrétnu príčinu „blackoutu“ neobjasnili, k výraznému obmedzeniu dodávky elektrickej energie pravdepodobne došlo práve v dôsledku toho, že sa od siete odpojili aj elektrárne dodávajúce stabilné množstvo elektriny, teda jadrové a vodné zdroje. Mohlo ísť o prílišnú odchýlku frekvencie, keď dochádza k automatickým odstávkam.
Skryté vysielacie zariadenie komunikujúce s Čínou, ktoré by vyvolalo výpadok elektrickej siete, sa stáva reálnou alternatívou vývoja nebezpečnej situácie.
V prípade škodlivého softvéru Stuxnet nasadeného s najvyššou pravdepodobnosťou do iránskych jadrových zariadení Izraelom tiež stačili na poškodenie odstrediviek obohacujúcich urán drobné zmeny frekvencie ich otáčania.
Elektrická sieť je podobne citlivá nielen na zmeny kmitočtu, vyžaduje aj presný súlad medzi spotrebou a výrobou vzhľadom na veľmi obmedzenú možnosť jej skladovania. Vhodne naprogramovaný menič, ktorý by sa dal od siete na diaľku odpojiť, prípadne jej vnútiť odlišnú frekvenciu, ak by ich nasadili viac, by takéto poškodenie americkej siete určite zvládol.
