Aktuální vydání

celé číslo

07

2021

Automatizace řízení dopravy a infrastruktury, nabíjecí stanice, autonomní vozidla

celé číslo

„Chytrost“ pro sítě a odběratele

Konference ze seriálu Smart Life – Milníky digitalizace se konala 25. ledna 2011 v hote­lu Top Hotel Praha na Chodově. Organizova­lo ji nakladatelství Sdělovací technika. Ten­tokrát byla věnována „chytrým sítím“ (smart grids), souvislostem a očekávaným přínosům, ale i problémům při jejich postupné realiza­ci, včetně potřebných legislativních opatření.
 
V úvodní části konference referoval o ak­tuálním a připravovaném stavu legislativy Ing. Roman Portužák, ředitel odboru elektroenergetiky Ministerstva průmyslu a ob­chodu ČR. Ing. Blahoslav Němeček, Ph.D., místopředseda Energetického regulačního úřadu se chytrými sítěmi zabýval z pohle­du ERÚ. Další účastníci referovali o předpo­kládaném uplatnění smart grids v blízké bu­doucnosti (T-System Czech Republic), o je­jich inteligentních službách (Nokia Siemens Networks Czech Republic), o chytrém měře­ní – smart metering (Alcatel – Lucent Czech Republic), o souvislosti s očekávaným vze­stupem zájmu o elektromobilitu – používání automobilů na elektrický a hybridní pohon (ČEZ), o souvislosti s novými obchodními příležitostmi a dále o smart grids v poje­tí firem Siemens (Siemens IT Solutions and Services) a STMicroelectronics. Závěrečný blok přednášek byl věnován optimalizaci spo­třeby na straně spotřeby v souvislosti s inteli­gentními domy (ZPA Smart Energy a Insight Home) a výběru přenosové platformy s ori­entací na přenosy dat a povelů po rozvodné síti (HT-Eurep Electronic).
 

Tradiční síť – řízená výroba, predikovaná spotřeba

 
Pro dosavadní elektrorozvodné sítě je ty­pické, že energie v nich teče směrem ze sítě k uživateli (od centrálního dispečinku ke spo­třebitelům) a platby proudí opačným směrem (od spotřebitelů do centra). Množství energie dodávané do sítě je předvídatelné a regulova­telné. Naproti tomu jsou chování spotřebite­lů a jejich okamžitá spotřeba energie nepřed­vídatelné. Nanejvýš je lze odhadovat podle statistických údajů. Výjimkou u nás je sys­tém hromadného dálkového ovládání (HDO). Na základě kódovaných povelů, předávaných po rozvodné síti, dovoluje ovlivňovat aktivitu vybraných spotřebičů s akumulačním charak­terem, které mohou být odpínány (na základě smluvního ujednání) v časových intervalech, kdy je síť přetížená a odpínání spotřebičů ji odlehčí. Systémem HDO je naše rozvodná sít unikátní i ve světovém měřítku. Někdy se o síti se systémem HDO mluví jako o „chyt­ré síti nulté generace“.
 
U velkých odběratelů je spotřeba regulo­vána na základě organizačně tarifních úmluv mezi dodavatelem a odběratelem energie, do­hodnutými odběrovými diagramy, regulací čtvrthodinového maxima a podobnými pro­středky – při dodržení sjednané spotřeby v ur­čených časových pásmech je odběratel „odmě­něn“ nižšími tarify, při nedodržení sjednaných hodnot (překročení, ale i nevyužití dohodnuté spotřeby) je odběratel penalizován.
 

Smart grids – chaotická výroba, řízená spotřeba

 
Již v současnosti jsme svědky diskusí a ře­šení problémů stability rozvodné sítě. Ne­klid a nepředvídatelnost do ní vnášejí větrné a fotovoltaické elektrárny, které neposkytují síti regulační služby. Lze očekávat, že objem těchto zdrojů poroste a problémy se budou prohlubovat. Možným řešením je distribuo­vané řízení se sítí chytrých řídicích systémů v uzlových bodech sítě.
 
Stále více objektů má vlastní zdroje elek­trické energie. Obvykle jsou to fotovoltaické panely na střechách objektů, vzácněji malé větrné elektrárny. Odběratel je využívá ke sní­žení spotřeby ze sítě, snížení plateb a omeze­ní závislosti na dodávkách ze sítě. Podobně lze využívat i malé vodní elektrárny, koge­nerační jednotky nebo velké záložní zdroje. Mohou pracovat nezávisle a být aktivní jen podle potřeby. Představme si, že se majitelé takových zdrojů v obci nebo ve městě dohod­nou a činnost svých zdrojů budou koordino­vat podle stavu sítě. Takto koordinovaně ří­zený soubor zdrojů může významně přispět ke stabilizaci sítě a lze jej považovat za „vir­tuální elektrárnu“. A zde se mění původní pravidlo – energie může téci od spotřebitelů do sítě a platby opačným směrem.
 
Je známo, že elektrickou energii nelze ve větším měřítku skladovat. Výjimkou jsou jen přečerpávací elektrárny. Transformovat elektřinu na vodík, vyráběný elektrolýzou z nadbytečné energie v síti, není řešení. Myš­lenku uskladnit elektřinu v akumulátorech zatím nikdo nebral vážně pro nedostateč­nou kapacitu obvyklých akumulátorů. Usku­tečnění tohoto nápadu ale začíná být reálné. Pro chytré domy začíná být pravidlem, že mají vlastní akumulátor. Je určen k záloho­vání řídicího systému a dalších technických zařízení v domě, např. nouzového osvětlení. Soubor akumulátorů z celé obce nebo měs­ta již představuje významnou kapacitu, zají­mavou i z pohledu elektrorozvodné sítě. Ješ­tě větší kapacitu nabízejí akumulátory v automobilech na elektrický a hybridní pohon. Koordinovaným řízením souboru nabíjecích stanic (soukromých i veřejných) lze manipu­lovat s velkou kapacitou, která je významná i z pohledu elektrorozvodné sítě. V průběhu noci si z nich lze několikrát „půjčit“ energii do sítě a potom ji zase vrátit – důležité je, aby majitel auta měl ráno plně nabitou baterii.
 
V souvislosti s pojmy smart grid bývá uváděn i pojem smart metering (chytré mě­ření). Obvykle se jím rozumí průběžné měření a vyhodnocování různých zdrojů ener­gie (nejen elektrické, ale i plynu, vody, a ji­ných médií) a jejich dálkový odečet. Údaj o spotřebě není určen jenom k fakturaci. Se znalostí aktuální spotřeby lze dodávku ener­gie snáze řídit.
 

Nejásejme předčasně

 
Smard grids budou nepochybně příno­sem pro provozovatele sítí i pro odběrate­le. Je však nutné si uvědomit, že jsme teprve na počátku úvah o realizaci. Zbývá vyřešit mnoho problémů technických, komunikač­ních, organizačních, legislativních, bezpeč­nostních a ekonomických. Je pravděpodob­né, že naše civilizace si realizací chytrých sítí vytváří další závislost a stává se zranitelněj­ší (např. pro zlovůli hackerů a teroristů nebo pro rozmary počasí).

Ladislav Šmejkal