Co je Smart Grid?

Pokud se do soustavy budou ve vysoké míře zapojovat nepredikovatelné zdroje typu solárních nebo větrných elektráren, budeme potřebovat zvládat špičkové odběry a naopak přebytečnou energii někde „uskladnit“. Energetika se současně vydává cestou decentralizace, daleko větší digitalizace, flexibility a cestou autonomních ostrovů, které budou schopny fungovat po určitou dobu nezávisle na svém okolí. Autonomní provozy budou využívány a rozvíjeny jak firmami, tak sídelními jednotkami, pro které by kogenerační jednotka mohla znamenat vyřešení problému s dodávkou tepla a elektřiny. Bude tedy potřeba nových nástrojů, které by umožnily odpovědným subjektům, například distribučním společnostem, soustavu řídit.

Decentralizované zdroje, sítě i model řízení představují zcela odlišnou filozofii kladoucí důraz především na sběr dat, jejich zpracování a použití v jiných nástrojích pro zajištění dodávky, než je tomu dnes. Cílem Smart Grid je, aby všechny objekty pomocí automatizovaného energetického řídicího systému vzájemně komunikovaly, regulovaly svoje energetické nároky, uskladňovaly nevyužitou energii a dodávaly vlastní vyprodukovanou energii do rozvodné sítě.

Základním předpokladem komunikace je nasazení digitálních komponent a technologií do sítě („grid“ je v energetické terminologii obecné pojmenování energetické sítě). Umožňují digitalizaci dat a tedy obousměrnou komunikaci mezi koncovým odběrným místem a řídícím datovým centrem na straně správce distribuční soustavy. Díky této komunikaci je pak možné na síti aplikovat řadu zajímavých „Smart“ technických řešení, která přispívají nejen ke zkvalitnění služeb pro koncové zákazníky, ale především mohou velkou měrou chránit životní prostředí - například vysoce účinnou integrací obnovitelných zdrojů nebo efektivním řízením spotřeby. Z oboustranné komunikace mezi inteligentním měřidlem a řídicím datovým centrem vyplývá řada výhod:

• Distributor má okamžitý přehled o stavu distribuční sítě a odběrných místech, může tedy pružně reagovat například při jejím přetížení např. řízením spotřeby a výroby v síti.
• Přesná data o průběhu spotřeby na definovaných místech – systém lze nakonfigurovat na velmi časté odečítání naměřených hodnot.
• Chytrá měřidla jsou schopna detekovat pokusy o manipulaci, působí preventivně proti krádežím a ztrátám.
• Zákazník (koncový uživatel) má přístup k datům a může podle nich upravit své chování a v konečném důsledku ušetřit za energie.
• Hodnoty jsou odečítány automaticky a na dálku, odpadá nutnost návštěv odběrných míst.
• Dálkové řízení měřidel umožňuje okamžité odpojení, omezení maximálního výkonu, změny tarifů apod.

Informační dálnice

Podstatou inteligentních sítí je ovládání proměnných veličin v reálném čase. Jedním z klíčových prvků jsou proto inteligentní měřidla. Například měřidla Amis značky Siemens umožňují měřit nejen spotřebu elektřiny, ale také sbírat údaje o dodávce plynu, vody a tepla. Tyto údaje se okamžitě odešlou dodavateli, který je tak informován o energetických požadavcích každého spotřebitele – bez ohledu na to, zda se jedná o ledničku v bytě anebo výrobní linku v závodě.

Rozvodná soustava se tak stává informační dálnicí, která domácnostem umožní pouštět elektrospotřebiče v čase, kdy jsou ceny elektřiny nízké.

Platí, že inteligentní měřidla jsou jen jednou částí digitalizace systémů na dodávku energie. Transformace rozvodných sítí je daleko větší technologickou a ekonomickou výzvou. Většina elektřiny už se nebude vyrábět v několika velkých elektrárnách, ale bude ji produkovat mnoho středních a malých zdrojů. Ty budou vyrábět elektřinu jednou pro vlastní potřebu, jindy ji budou dodávat do sítě. Rozvodné sítě, které jsou zatím jednosměrnými cestami, se budou muset transformovat na víceproudé obousměrné magistrály.

Inteligentní spotřebiče

Popis infografiky
Zatímco klasické pojetí energetiky počítá s kontrolovatelnou produkcí a nepředvídatelnou spotřebou, u Smart Grids je to naopak. Část výroby bude po větším zapojení obnovitelných zdrojů nepředvídatelná a naopak část spotřeby bude kontrolovatelná. Koncept počítá s distribučními sítěmi, které se dokážou samy regulovat. Průmyslové a veřejné objekty se promění v aktivní účastníky trhu s elektrickou energií. Změny se dotknou také její výroby, spotřeby a skladování.

Zvýšení energetické efektivity bude možné dosáhnut tím, že informace z rozvodné sítě budou integrovány přímo v technologických aplikacích. V rozvoji Smart Grids proto hrají důležitou úlohu inteligentní elektrospotřebiče.

Chytrá síť zákazníkům přinese mnohem širší nabídku tarifů a možnost odbírat elektřinu v časech, kdy je levná - spotřebiče budou přímo ze sítě vědět, jaká je aktuální cena elektrické energie. Přesun spotřeby do nízkého tarifu by ale měly automaticky zvládat pračky, mrazničky, sušičky nebo například myčky. Myčka na nádobí řekne majiteli: „Jestli chceš ušetřit, automaticky se spustím v nejvhodnější dobu“.“ Nízké tarify budou vhodné i pro dobíjení elektromobilů. Naopak, v čase vysokých tarifů se bude část energie čerpat z akumulátorů aut nabitých levnou elektřinou. Právě uchovávání elektřiny bude klíčové pro úspěch Smart Grids. Díky úsporám, které se takto dosáhnou, může spotřeba v domácnostech klesnout o 10 až 15 %.