Smart Grid to inteligentne sieci energetyczne, które zapewniają komunikację między wytwórcami i odbiorcami energii, jak również magazynami energii. Są niezbędnym warunkiem przejścia z tradycyjnej energetyki opartej na źródłach konwencjonalnych, na energię odnawialną.
Smart Grid umożliwia przesyłanie i przetwarzanie istotnych informacji dla sieci elektroenergetycznej, takich jak zużycie energii przez odbiorców i generacja energii ze źródeł konwencjonalnych i odnawialnych. Zapewnia to wysoki poziom elastyczności sieci elektroenergetycznej, dzięki czemu zapotrzebowanie i podaż energii można kształtować szybko i optymalnie.
Nowoczesna i inteligentna technologia komunikacyjna łączy różne części systemu energetycznego w inteligentną sieć i koordynuje jej pracę. W rezultacie, energetykę odnawialną można optymalnie zintegrować z siecią elektryczną. Inteligentne sieci mogą odgrywać kluczową rolę w zarządzaniu energią elektryczną zgromadzoną w samochodach elektrycznych lub prywatnych magazynach energii.
Czytaj: Studium integracji systemów zarządzania popytem i magazynowania energii
Jak działa Smart Grid
W rozwiązaniach Smart Grid takie informacje jak zużycie energii i jej zapotrzebowanie są przetwarzane i analizowane przez OSP i OSD. Ponadto, między wytwórcą, operatorem sieci, konsumentem i magazynami energii następuje ciągła wymiana danych. Umożliwia to bardziej wydajne wykorzystanie sieci energetycznej i lepszą kontrolę zdecentralizowanych odnawialnych źródeł energii. W ten sposób można zmniejszyć wahania mocy w szczytach obciążenia sieci.
Nowoczesna technologia informacyjna i komunikacyjna umożliwia wymianę danych w sieci między różnymi komponentami systemu Smart Grid. Dane dotyczące funkcjonowania systemu energetycznego są zatem przesyłane za pośrednictwem inteligentnej sieci, która informuje producenta energii o bieżącym zużyciu energii i bieżącej wydajności zdecentralizowanych źródeł. Inteligentne zarządzanie obciążeniem polega na zmniejszeniu lub zapobieganiu ryzyka wystąpienia niestabilnych warunków w sieci elektroenergetycznej oraz zwiększeniu całkowitej wydajności infrastruktury.
Zobacz również: Przewodnik po technologiach smart grids w sieciach dystrybucyjnych
W Smart Grid można zastosować różne sieci komunikacyjne i technologie transmisji:
- kable światłowodowe lub miedziane
- systemy nośne linii wąskopasmowych do przesyłania danych licznika
- systemy nośne linii energetycznej Broadband
- Wireless Mesh, WiMAX
- publiczne sieci komórkowe (GPRS, UMTS, LTE)
- dostęp do publicznego Internetu przez xDSL
Przykłady
Rozwiązania Smart Grid zostały przykładowo opracowane i przetestowane w skali mikrosieci w projekcie RIGRID „Inteligentne sieci elektryczne na obszarach wiejskich” realizowanym przez polsko-niemieckie konsorcjum w Gminie Puńsk. System zarządzania energią składa się z instalacji demonstracyjnej, która łączy ze sobą różne źródła energii, takie jak: elektrownia fotowoltaiczna, odbiory oczyszczalni ścieków z generatorem diesla i bateryjnym zasobnikiem energii. Projekt RIGRID został wyróżniony nagrodą ISGAN (International Smart Grids Action Network) w projektach inteligentnych sieci na całym świecie w 2019 roku. Europejski Instytut Miedzi jako członek konsorcjum RIGRID był odpowiedzialny za komunikowanie i propagowanie idei tej międzynarodowej inicjatywy.
W ramach unijnego projektu „iDistributionPV”, Fraunhofer ISE, wraz z innymi instytucjami badawczymi i operatorami sieci z Polski, Hiszpanii, Włoch, Grecji i Litwy opracowuje wspólne rozwiązania inteligentnych sieci dla zdecentralizowanych systemów fotowoltaicznych, które są dostosowane do kryteriów rynkowych różnych krajów europejskich. Opracowywane są metody, polegające na bilansowaniu generacji i zużycia energii, świadczeniu usług pomocniczych odbiorcom, pomiarach przepływów energii w sieci, zarządzaniu operacyjnym i wdrażaniu nowych standardów komunikacyjnych, itp. Zostaną one przetestowane, zatwierdzone i ocenione w pięciu różnych sieciach dystrybucyjnych w krajach europejskich: Hiszpanii, Polsce, Niemczech, Grecji i na Litwie. Przedstawione zostaną propozycje odpowiednich modeli biznesowych i modeli motywacyjnych, w celu rozpowszechniania zdecentralizowanych systemów PV.
Czytaj też: Projekt RIGRID nagrodzony w Vancouver!
Na początku 2019 roku utworzono specjalną platformę Smart City w celu poprawy wymiany informacji i doświadczeń w ramach partnerstwa publiczno-prywatnego, w realizacji projektów z zakresu Smart City. W ten sposób społeczności mają możliwość nagłośnienia swoich potrzeb i poznania oczekiwań lokalnych instytucji i przedsiębiorstw. Rozwiązania Smart City są wdrażane w takich miastach jak: Warszawa, Kraków i Wrocław.
Potencjał Smart Grid w Polsce
Zalety:
- ograniczanie przeciążenia sieci elektrycznej,
- poprawa stabilność pracy sieci,
- ograniczenie przewymiarowania sieci,
- korzyści finansowe dla operatorów sieci,
- wysoka elastyczność systemu,
- wymiana informacji między wszystkimi komponentami w sieci,szybkie przetwarzanie informacji o stanie systemu energetycznego,
- analiza bieżącego zużycia energii po stronie konsumenta
- potencjalne oszczędności kosztów energii,
- współpraca nowych technologii, w tym pojazdów elektrycznych.
Wady:
- wysokie koszty modernizacji systemu elektroenergetycznego i dodatkowej infrastruktury komunikacyjnej,
- duża złożoność systemu Smart Grid oraz zwiększona dynamika jego prowadzenia,
- utrzymanie równowagi między konsumentem a producentem i uwzględnienie wahań ilości energii,
- nieprzystosowanie sieci dystrybucyjnych do integracji dużej liczby odnawialnych źródeł energii, ze względu na stan techniczny, które były zaprojektowane celem dostarczania energii do odbiorców.
Obecna sytuacja
W kraju opartym na energetyce konwencjonalnej i górnictwie, przejście na energetykę odnawialną jest procesem złożonym. Rozwiązania inteligentnych sieci mogą odgrywać kluczową rolę w transformacji energetycznej Polski.
Polecamy: Przegląd systemów sterowania mikrosiecią
