Smart Grid – hudba blízké budoucnosti

Koncept inteligentních rozvodných sítí energie – Smart Grid – představuje řešení umožňující vyrovnat kolísavou poptávku po elektrické energii a nestálost její ceny. Cílem Smart Grid je spokojenost konečných uživatelů, vyšší energetická a operační efektivita. Bere maximální ohled na životní prostředí. Smart Grid se zabývá strukturou sítě, jejím provozem a komunikačními technologiemi. Uvádíme příklad, který představuje investici 200 milionů dolarů do inteligentní sítě.

Projekt za 200 milionů dolarů
Počátkem června představil primátor Miami Manuel A. Díaz investici v hodnotě 200 milionů dolarů na rozvoj technologie „inteligentní sítě“ a obnovitelných zdrojů energie. Má pomoci spotřebitelům z oblasti Miami ušetřit na výdajích za elektřinu tím, že se budou moci operativně rozhodovat, jak budou elektřinu spotřebovávat a uchovávat. Páteří projektu bude instalace více než milionu technicky vyspělých „inteligentních elektroměrů“ do všech domácností a většiny firem v okresu Miami-Dade. Díky těmto elektroměrům budou mít zákazníci více informací a větší kontrolu nad vlastní energetickou spotřebou.

Široké spektrum technologií

Automatizace a komunikace napříč inteligentní sítí

Systém inteligentní sítě připomíná spíš internet než běžnou elektrickou síť. Jeho klíčovými složkami jsou inteligentní elektroměry, vysoce účinné transformátory, digitalizované rozvodny, zdroje vyrábějící energii a další zařízení. Tyto komponenty jsou propojeny centralizovaným informačním a kontrolním systémem, jenž zajišťuje průběžný monitoring, identifikaci a automatickou opravu chyb, případně zajistí vyslání servisního týmu. Systém rovněž sbírá informace důležité pro zlepšení spolehlivosti, efektivnosti a produktivity v celém řetězci, od výroby po spotřebu.

Inteligentní elektroměry

V rámci iniciativy Energeticky inteligentní Miami budou ve více než milionu domácností a firem v okrese Miami-Dade instalovány inteligentní elektroměry. V následujících pěti letech se má rozšířit tento projekt na více než 4 miliony domácností na celé Floridě. Náklady na rozšíření projektu mimo okres Miami-Dade představují další investici ve výši 500 milionů dolarů. Inteligentní elektroměry slouží jako klíčové rozhraní v systému, který obsahuje několik prvků – inteligentní elektroměry, dvoucestnou komunikační síť používající otevřené standardy, vyspělé operační systémy a databáze. Díky tomuto řešení si budou moci spotřebitelé kontrolovat spotřebu elektrické energie na internetu, což jim umožní redukovat výdaje za energie, neboť budou moci svou spotřebu efektivněji řídit. Nakonec inteligentní elektroměry a síť, která je spojuje, umožní sledovat a řídit jednotlivá zařízení, která v domácnosti spotřebovávají elektřinu, například klimatizaci nebo kuchyňské spotřebiče. Inteligentní elektroměry rovněž poskytnou informace do distribuční společnosti, které umožní zvyšovat efektivnost a spolehlivost sítě.

Integrace obnovitelných zdrojů energie

Několik místních univerzit a škol získá solární panely, které jim umožní uspokojit jejich energetické potřeby čistou, obnovitelnou energií. Systémy budou vybaveny akumulátory, které budou uchovávat energii pro použití ve špičce.

Hybridní automobily s akumulátorem dobíjitelným ze zásuvky (PHEV)

V Miami přibude 300 hybridních elektrických automobilů, které půjde dobíjet ze zásuvky. K dispozici jim bude zhruba 50 nových stanic. Vozy budou testovány v pilotních projektech na školách Miami Dade College, Florida International University a University of Miami a rovněž magistrátem města Miami.

Zkoušky spotřebitelských technologií

S použitím instalovaných elektroměrů budou vypracovány studie dalších komunikačních a kontrolních systémů mezi spotřebiteli. Podle jejich výsledku bude rozhodnuto, který systém nabízí největší úspory a zákazníkům vyhovuje nejvíce. Původní testy se budou týkat zhruba tisícovky domácností v Miami-Dade. Bude tam zkoušeno několik různých systémů:

Doma instalované „energetické displeje“ neboli „ekopanely“ budou podávat informace, na jejichž základě bude možné více využívat energii mimo špičku.

Inteligentní spotřebiče, které budou komunikovat přímo s inteligentními elektroměry a budou moci automaticky přesunout některé úkoly do času mimo špičku, případně se v dobách drahého tarifu přepnou do úsporného režimu

Programovatelné termostaty ovládatelné inteligentním elektroměrem

Software řídící spotřebiče, osvětlení a další zařízení prostřednictvím inteligentních elektroměrů.

Americkým leadrem v programech energetické účinnosti je Florida Power & Light Company

Vytvoření strategie a implementaci technologií použitých v rámci tohoto projektu bude mít na starost Florida Power & Light Company. Tato společnost dodává elektřinu 4,5 milionům zákazníků ve státě Florida, přičemž přes milion z nich sídlí v okrese Miami-Dade. Klíčové komponenty, včetně inteligentních elektroměrů, případně i dalších vyspělých aplikací a kontrolních systémů, dodá společnost GE. V praxi vyzkoušené systémy bezdrátové komunikace založené na otevřeném standardu dodá firma Silver Spring Networks, přední dodavatel síťových řešení pro elektrickou síť. Cisco, přední světový dodavatel síťových technologií, pomůže s návrhem a implementací zabezpečené inteligentní komunikační platformy v rámci lokální přenosové a distribuční soustavy a dodá zařízení, jež budou koncovým uživatelům poskytovat informace a možnosti kontroly nad spotřebou energie.

Odhaduje se, že projekt Energeticky inteligentní Miami vytvoří během dvouleté fáze implementace 800 až 1 000 pracovních míst.

Příklad z Evropy: Inteligentní elektroměry poslouží švédským spotřebitelům

Společnost Gothenburg Energy objednala od firmy General Electric 90 000 inteligentních elektroměrů. Projekt se uskuteční na základě výnosu švédské vlády; ta rozhodla, že všechny distribuční společnosti musejí do 1. června 2009 disponovat vyspělou infrastrukturou měření spotřeby (advanced metering infrastructure, AMI). Nové elektroměry zajistí distribuční společnosti přístup k údajům o spotřebě v reálném čase.

Přední švédská energetická společnost Gothenburg Energy je první rozvodnou společností v Evropě, jež bude implementovat komunikační infrastrukturu založenou na standardu ZigBee pro plné spuštění systému AMI. Standard ZigBee se týká především elektřiny, ale do budoucna jej bude možné rozšířit o měřiče dálkového vytápění, plynoměry a vodoměry. Standard ZigBee je velmi úsporné řešení pro bezdrátové sítě typu mesh. Díky nízkým nákladům na instalaci je možné tuto technologii instalovat ve velkém. Je úsporná i z hlediska provozu, což se projevuje zvýšenou životností baterií. Síť typu mesh kromě toho nabízí vysokou spolehlivost i na velkou vzdálenost.

Podrobnější vysvětlení ZigBee, který je obdobou např. Bluetooth, najdete na http://cs.wikipedia.org/wiki/ZigBee

Více informací na http://www.energysmartmiami.com

Šance inteligentních sítí

• Změna způsobu nazírání na elektřinu – od výroby přes distribuci až po spotřebu
  
• výroba bude výrazně flexibilnější, umožní provoz decentralizovaných zdrojů, jako jsou například větrné nebo solární elektrárny
  
• distribuční společnosti výrazně omezí ztráty energie, zvýší svou efektivitu a zároveň budou profitovat z větší spolehlivosti, rychlejšího obnovení dodávek po výpadku a vyšší úrovně služeb poskytovaných zákazníkům
  
• spotřebitelé budou mít k dispozici podstatně detailnější informace o spotřebě a na jejich základě se budou moci rozhodovat
  
• inteligentní elektroměry umožní distribučním společnostem účtovat méně mimo špičku; na to samozřejmě mohou reagovat i spotřebitelé, kteří pak energeticky náročné činnosti, jako je praní nebo mytí nádobí, odloží na dobu, kdy je elektřina levnější
  
• průběžný přístup k údajům o spotřebě energie může významně pomoci domácnostem při regulování vlastní spotřeby.