V súčasnosti pod pojmom smart technológie rozumieme hlavne technológie umožňujúce efektívnu registráciu spotrebovanej energie, vyhodnotenie ekonomickej efektívnosti spotreby, zlepšenie energetickej bilancie budov a technologických procesov. V mnohých prípadoch pod pojmom smart technológie rozumieme také technológie, ktoré umožňujú diaľkové alebo programové ovládanie spotrebičov s cieľom zníženia celkovej spotreby. Jednou z takých foriem optimalizácie spotreby elektrickej energie je možnosť zníženia špičkových záťaží siete. Ide o rozloženie spotreby jednotlivých spotrebičov tak, aby svoju spotrebu pokryli v čase mimo hlavného odberu. Pre tieto účely je možné využívanie rozličných systémov akumulácie elektrickej energie, využívanie obnoviteľných zdrojov, akumulačných elektrární a pod. Okrem toho, pojmom smart technológie označujeme spotrebiče, ktoré majú nízku spotrebu energie pri zachovaní všetkých úžitkových vlastností.
Hlavným prínosom daného príspevku je predstavenie smart technológií, hlavne smart spotrebičov, ako zariadení, ktoré reagujú na stav elektrickej siete. V prípade vzniku podstatných zmien v sieti zmenia svoj stav s cieľom zníženia neočakávanej zmeny v sieti. Takéto spotrebiče dokážu znížiť gradient zmeny príkonu spotrebičov v sieti tak, aby nebola potrebná rýchla zmena energetických zdrojov. Prispôsobenie výkonu zdrojov k spotrebe siete nastáva omnoho pomalšie, čo má za následok zníženie akčného zásahu regulátorov a zníženie nákladov na zmenu stavu výroby.
Vybrané problémy smart technológie v Slovenskej republike
Inteligentné meracie systémy sú v Slovenskej republike vnímané ako súčasť výstavby Smart Grid. Už niekoľko rokov boli realizované na vyšších napäťových hladinách v spolupráci centrálnych výrobcov, prevádzkovateľov systémov prenosových sústav a distribučných sietí. Riešenia automatizovaného odpočtu (AMR) pokrývajú všetky ďalšie významné body dodávok pre veľkoodberateľov v danej kategórií a dosahuje celkový počet 50 000 so sledovaním vývoja spotreby. Umožňujú automatizovanú fakturáciu skutočne spotrebovaných objemov elektriny v celkovej výške cca 50 % spotreby. AMI - smart metering (moderných meracích systémov) predstavujú ďalšie opatrenia na dosiahnutie vyššej energetickej účinnosti v súlade s koncepciou energetickej účinnosti Slovenskej republiky a z hľadiska Smernice Európskeho parlamentu a Rady 2009/72/ES z 13. júla 2009.
Na jednotlivých obrázkoch (obr. 1) sú schémy rozvoja smart technológií v Slovenskej republike, možnosti ich zavedenia a jednotlivé etapy rozvoja technológií patriacich do kategórie SMART.
V Slovenskej republike v súlade s legislatívou, Regulačný úrad pre sieťové odvetvia v spolupráci s Ministerstvom hospodárstva, hodnotil analýzu zavádzania inteligentných meracích systémov aj na úrovni nízkeho napätia s kladným výsledkom. Podobné výsledky dosiahli aj v ďalších krajinách (Nemecko, Poľsko, Maďarsko, Slovinsko, Rumunsko, Bulharsko, Grécko, Lotyšsko, Portugalsko a Belgicko). Na rozdiel od Českej republiky a Litvy, kde analýza nákladov/prínosov (Cost/Benefit Analysis) vykazuje negatívne výsledky.
Okrem množstva dát pre spotrebiteľov, potrebe fakturácie a obchodovania s elektrinou chceme venovať veľkú pozornosť údajom ako základu pre analýzu, optimálnu prevádzku a riadenie elektrizačnej sústavy, ako aj právnym predpisom, ktoré by mali podporovať a umožniť aktívne zapojenie zákazníka v procese automatizovaného riadenia spotreby vo vzťahu k výrobe. Pre vybrané časti elektrizačnej sústavy a špecifikované kategórie spotrebiteľov a výrobcov musí systém umožniť poskytovanie komplexných informácií o spotrebe a rozvoji výroby v čase, o podmienkach výkonu a kvalitatívnych parametroch zhodnotenia elektriny účinníka, o stratách a potenciálne problémových lokalitách. Musí byť zdrojom komplexných podkladov pre riadenie, reguláciu a manipulácie, ktoré môžu byť použité na dosiahnutie operatívnej zvýšenej spoľahlivosti, efektivity a bezpečnosti rozvodnej siete, lepšej predpovede a minimalizácie odchýlok, umožňuje naplánovať optimálne ďalšie investície v systéme, umožňuje minimalizáciu a rýchle riešenie porúch vo vzťahu k zákazníkovi.
Ekonomické hodnotenie projektu IMS zavádzania smart v Slovenskej republike predpokladá realizáciu v rokoch 2013 až 2020. Projekt pokrýva odberné miesta, ktoré majú ročnú spotrebu viac ako 4 MWh a predstavujúci približne 23 % všetkých odberných miest na úrovni NN. Cieľový stav na rok 2020, pokiaľ ide o výber odberných miest pre inštaláciu inteligentných meracích zariadení, činí približne 600 000 so spotrebou cca 53 % z celkového ročného objemu spotrebovanej elektrickej energie na úrovni LV napätia.
Ciele zavádzania inteligentného merania v SR
Ciele zavádzania inteligentného merania na slovenskom trhu sú smerované až do roku 2020 na vyčíslenie ročného prínosu a spracované podľa odporúčaní Európskej komisie z 9. marca 2012 o príprave na zavedenie inteligentných meracích systémov 2012/148/EÚ.
Celkový ročný predpoklad pre ekonomické prínosy po zavedení inteligentného merania, vrátane inštalácie inteligentných meracích zariadení na úrovni NN, sa očakáva približne 36,16 EUR (na jednom mieste dodávky). Konečný spotrebiteľ bude mať najväčší prínos. Výpočet nákladov na zavádzanie inteligentných meračov predpokladal kombináciu pokročilých trojfázových a jednofázových inteligentných elektromerov. Z celkového počtu inštalovaných inteligentných meračov v roku 2020 približne 92 % bude mať trojfázový a 8 % jednofázový inteligentný elektromer.
Na obr. 2 sú uvedené náklady na AMI IMPL Entaco – CAPEX za dávkovacieho zariadenia (EUR). Zdroj: Metering fakturácia CRM Europe 2011
Nedostatky a prekážky
Hlavným nedostatkom budovania inteligentnej siete a ich hlavným prvkom sú inteligentné merania o množstve energie. Preto je nevyhnutné vytvorenie noriem v oblasti definície pojmu inteligentné siete, inteligentné merania, získavanie dát a pod. Taktiež je nevyhnuté vytvorenie otvorenosti a interoperability informačných systémov. Veľmi dôležitým prvkom je bezpečnosť dát a ochrana súkromia. Táto etapa je stále vo fáze vývoja. Európske normalizačné organizácie CEN, CENELEC a ETSI predložili výsledky spoločnej práce na konferencii v Bruseli 28. januára 2013. V roku 2012 boli v predložených správach na tému: Referenčné architektúry; Prvý súbor jednotných štandardov; Udržateľné procesy; Informačná bezpečnosť a súkromie dát. Taktiež bol vypracovaný rámcový dokument, ktorý poskytuje prehľad o činnosti a popisuje rôzne prvky systému, ktoré sa snažia poskytnúť ucelený rámec pre inteligentné siete. Jednými z najrýchlejšie sa rozvíjajúcich systémov sú systémy a technológie zamerané na prenos dát pomocou distribučnej siete. Príkladom takejto technológie je „Linka Carrier Power“ (PLC), kde pilotný projekt predpokladá overiť a porovnať vlastnosti niekoľkých významných úzkopásmových a širokopásmových protokolov (napríklad S-FSK, OFDM Prime, OFDM G3, BPL).
Výskumu možností zavádzania inteligentných sietí sa venuje veľa laboratórií v univerzitách a výskumných centrách. Výnimkou nie je ani STU v Bratislave (obr. 3).
Pokračovanie v ďalšom čísle.
Ing. Jaroslav Kultan, PhD.
Ekonomická Univerzita Bratislava
Fakulta hospodárskej informatiky
Katedra aplikovanej informatiky
Dolnozemská cesta 1/b
852 35 Bratislava
Tel.: +421 2 6729 5877
jkultan@dec.euba.sk
