Urbanizácia, životná úroveň a pokrok v technológiách zvyšujú dopyt po energetickej náročnosti. To spôsobilo, že spotreba elektriny stúpa na úroveň, ktorá už nemusí byť pre dnešné prenosové sústavy zvládnuteľná. Ide o alarmujúcu situáciu nielen pri poskytovaní udržateľnej energie, ale aj pri ochrane životného prostredia na celom svete. Takmer 75 – 80 % celkovej spotreby energie sa spotrebuje v mestách, ktoré zodpovedajú za 80 % emisií skleníkových plynov. Efektívne využitie energie a závislosť od obnoviteľných zdrojov by pomohlo znížiť uhlíkovú stopu človeka. Inteligentná sieť predstavuje spôsob riešenia pri lepšej výrobe elektrickej energie a efektívnom spôsobe jej prenosu a distribúcie. Využívanie inteligentných sietí sa považuje za kľúčové pri distribúcii elektrickej energie, pretože v konečnom dôsledku znižujú skleníkové plyny a škodlivé látky. Pomôže tiež zákazníkovi predpovedať jeho dopyt a najlepšie hospodárne využitie energie.

Čo je smart grid?

Inteligentná sieť (angl. smart grid) predstavuje prelomové riešenie elektrorozvodnej distribučnej siete schopnej automaticky reagovať na zmeny v zaťažení a dodávkach elektriny. Technológia inteligentných sietí vznikla ako reakcia na rozvoj obnoviteľných zdrojov energie. Malé veterné, solárne a iné elektrárne zamerané na alternatívne zdroje energie značne kolíšu pri dodávaní výkonu do siete a jediným riešením ich efektívneho zapojenia do energetického mixu je inteligentná rozvodná sieť schopná obojstrannej komunikácie.

Srdcom smart grid je v podstate plne automatizovaný digitálny riadiaci systém monitorujúci správanie elektrorozvodnej siete vrátane jej využívania spotrebiteľmi. Na základe informácií získaných snímačmi (napr. v podobe inteligentných elektromerov) pomáha optimalizovať spotrebu energie a navyše umožňuje malým výrobcom dodávať prebytky energie do rozvodnej siete.

Výhody inteligentnej siete

Smart grid predstavuje bezprecedentnú príležitosť posunúť energetický priemysel do novej éry spoľahlivosti, dostupnosti a účinnosti, ktorá prispeje k nášmu ekonomickému a environmentálnemu zdraviu. Medzi výhody spojené s inteligentnou sieťou patria:

Výmena zastaranej infraštruktúry za novú

Mnoho starých rozvodných sietí sa blíži ku koncu svojho životného cyklu. Staré energetické siete sú náchylnejšie na poruchy prenosu energie, ktoré vedú k výpadkom. Výmenou by sa dosiahla lepšia spoľahlivosť, efektívnosť a konzistentnosť.

Uspokojenie dopytu

Dnes sa dopyt po energii viac ako zdvojnásobil v dôsledku používania pokrokových technológií, rastu počtu obyvateľov a expanzie miest. Obyvateľstvo je odkázané na elektrinu v záujme hospodárskeho rastu. Inteligentné siete sú v silnej pozícii, keďže predpokladom ich úspechu je uspokojenie dopytu a dodávanie energie optimalizáciou kapacity.

Zníženie nákladov

Vďaka inteligentným elektromerom sú energetické spoločnosti schopné pomôcť zákazníkovi znížiť spotrebu energie, napr. prostredníctvom optimalizácie nastavenia vykurovania a chladenia domácnosti.

Zlepšenie energetickej účinnosti

Vďaka prístupu k údajom o spotrebe energie v domácnosti v reálnom čase môžu energetické spoločnosti pomôcť zákazníkovi efektívne riadiť spotrebu energie.

Lepšia spoľahlivosť služieb

Inteligentné elektromery, ktoré sú súčasťou inteligentných sietí, dokážu detegovať kolísanie energie a poruchy v sieti. To umožňuje elektrárňam pohotovo reagovať a vykonať nápravu rýchlejšie.

Optimalizované využitie obnoviteľnej energie

Inteligentné siete môžu predstavovať lepšie možnosti umožňujúce integráciu obnoviteľnej energie do siete. Obnoviteľné zdroje energie vrátane domácej solárnej energie a batérií budú mať v budúcich inteligentných sieťach čoraz dôležitejšiu úlohu. Sú schopné dodávať bežnú energie a reagovať na prudký nárast dopytu.

Sú inteligentné siete zraniteľné?

S príchodom počítačovej kriminality sa objavujú aj obavy o bezpečnosť infraštruktúry. Inteligentná sieť pozostáva z miliónov častí vrátane riadiacich systémov, počítačov, elektrických vedení, inteligentných meračov a pod. Pretože inteligentná sieť sa skladá z viacerých systémov navzájom prepojených a interagujúcich prostredníctvom rôznych prístupových bodov, každý prístupový bod poskytuje potenciálne zraniteľné miesto pri útoku.

Inteligentné siete zhromažďujú obrovské množstvo údajov o používateľoch, ako aj údaje o operačných systémoch, zraniteľné miesta by preto mohli útočníkom umožniť prístup k týmto informáciám na úkor spotrebiteľa tým, že by sa ich údaje zneužili (príkladom sú údaje o platbe a osobné údaje). Dôležitejšie je, že prístup k údajom o prevádzke by mohol mať za následok väčšie výpadky systému a poškodenie obchodu, bankovníctva, letísk a celkovo priemyselného a ekonomického života. Preto je dôležité pri zavádzaní inteligentných sietí myslieť na bezpečnosť.

Aj Slovensko sa pripravuje

Infraštruktúra potrebná na výrobu, prenos, distribúciu a spotrebu bola na Slovensku (vtedy ešte ako súčasti Československej republiky) navrhnutá v 50. a 60. rokoch minulého storočia. Technológie sa v priebehu rokov menili, ale základná myšlienka centralizovanej výroby, následného prenosu a distribúcie elektriny na miesta spotreby zostala dodnes. Súčasná liberalizácia trhu a súvisiaca digitalizácia obchodných procesov kladú vysoké požiadavky na spoľahlivosť dodávky elektrickej energie, pretože aj malý výpadok výroby alebo prerušenie dodávky energie vedie k veľkým ekonomickým stratám.

Realizácia projektu ACON

Slovenská republika a Česko dlhodobo spolupracujú v oblasti energetiky. Táto spolupráca sa týka aj vybudovania energetickej únie a zabezpečenia energetickej bezpečnosti. Výsledkom dlhoročnej spolupráce je smart grid projekt ACON (angl. Again Connected Networks) distribučných spoločností oboch krajín, ktorý má vzhľadom na výrazné inovatívne a inteligentné riešenia zásadný vplyv nielen na SR a ČR, ale aj EÚ.
Projekt inteligentných sietí ACON odkazuje na úsilie, ktoré prehĺbi a uľahčí cezhraničnú spoluprácu medzi Českom a Slovenskou republikou na úrovni prevádzkovateľa distribučnej sústavy. Realizátormi projektu sú slovenská Západoslovenská distribučná a česká E.ON Distribuce, ktoré získali od Európskej komisie grant na spolufinancovanie vo výške 91,2 milióna eur. Odhadovaná hodnota projektu je 221 milión eur s odhadovaným obdobím realizácie 2018 – 2024.

Hlavným cieľom projektu je zlepšiť existujúcu rozvodnú sieť elektrickej energie predovšetkým v pohraničných oblastiach oboch dotknutých krajín, aktivity projektu však budú mať dosah aj na ďalšie časti distribučných oblastí. Na slovenskej strane sa to dotkne okresov Malacky, Senica, Myjava, Skalica, Trenčín a Nové Mesto nad Váhom, pričom sa pokryje celkovo 190-tisíc zákazníkov. Vytvorí sa tak väčšia kapacita na rozvoj a pripojenie distribuovanej výroby elektriny a primeraný priestor na možné pripojenie nových používateľov distribučnej sústavy v regióne. Distribučná sústava sa navyše zmodernizuje implementáciou inteligentných prvkov a nového rámca IT technológie s cieľom vytvoriť energetickú inteligentnú sieť v pohraničných oblastiach.

Realizácia projektu pozostáva z niekoľkých čiastkových aktivít, ktorých cieľom je implementovať inteligentné prvky do súčasnej distribučnej sústavy, a to napríklad:

  • Zlepšenie cezhraničného spojenia a existujúcej distribučnej sústavy v pohraničných oblastiach Česka a Slovenska, ktoré bude zahŕňať zmenu prevádzky prepojenia vysokého napätia 2 x 110 kV spolu s rekonštrukciou a automatizáciou vysokonapäťových napájačov a výstavbu nových vedení 22 kV spájajúcich rozvodne Holíč (SK) a Hodonín (CZ). Prijatím týchto krokov sa vytvorí technické zabezpečenie, ktoré umožní cezhraničnú spoluprácu v prípade nehôd alebo iných prevádzkových situácií ohrozujúcich bezpečnosť.
  • Aplikácia pokročilých komunikačných a diagnostických metód s cieľom zvýšiť pohodlie zákazníkov prijímajúcich energetické služby.
  • Nasadenie komunikačných (inteligentných) prvkov distribučnej siete, ktoré umožnia efektívnejšie riadenie distribučnej siete prostredníctvom vzdialeného prístupu, prenosu údajov o poruchách a zaťažení systému a diaľkového prepínania [nasadenie optických káblov na vybrané existujúce nadzemné vedenia a implementácia GPRS (LTE) a komunikačnej technológie BPL].
  • Implementácia a integrácia inteligentných sietí spolu s IT riešeniami umožnia operátorom distribučnej sústavy zhromažďovať väčšie objemy dát s cieľom ich presnejšej analýzy, adresnejšie rozhodovanie týkajúce sa požiadaviek distribučnej siete počas celého životného cyklu distribučných aktív (priamy dosah na distribúciu), riadenie siete a procesov, optimalizáciu prevádzky distribučnej sústavy alebo plánovanie údržby a obnovy distribučnej sústavy.

Prínosy projektu ACON

K lokálnym prínosom projektu patrí zvýšenie kvality dodávok energie, možnosť pripojenia nových zdrojov obnoviteľnej energie, zvýšenie konkurencieschopnosti, konektivita sústavy pre všetkých používateľov a dlhodobé zníženie negatívneho vplyvu na životné prostredie. Nové skúsenosti v oblasti inteligentných sietí v regióne strednej a východnej Európy, vyššia stabilita a bezpečnosť dodávok elektriny, väčší vplyv na životné prostredie, zintenzívnenie medzinárodnej spolupráce a posilnenie prepojenia medzi oboma štátmi patria k globálnym prínosom projektu ACON.

Realizácia projektu Danube InGrid

Len nedávno bola na Slovensku potvrdená realizácia projektu ACON a ZSD pripravila ďalší podobný projekt, tentoraz v spolupráci s maďarskou firmou zo skupiny E.ON a národnými prevádzkovateľmi prenosových sústav SEPS a MAVIR. Odhadované náklady na projekt sú 296 mil. eur a predpokladaný termín realizácie sú roky 2020 – 2027.Cieľom cezhraničného smart grid projektu Danube InGrid (Danube Intelligent Grid) medzi Slovenskou republikou a Maďarskom je širšia integrácia obnoviteľných zdrojov do distribučnej sústavy prostredníctvom využitia smart technológií a ich inteligentný manažment pri súčasnom zabezpečení vysokej kvality a bezpečnosti dodávok pre spotrebiteľov elektrickej energie v regióne strednej a východnej Európy. Zatiaľ čo ACON sa bude realizovať hlavne na území Trenčianskeho a Trnavského kraja, Danube InGrid by mal pokryť územie Nitrianskeho kraja a časť Trnavského kraja. V plánoch cezhraničnej inteligentnej sústavy ZSD tak zatiaľ chýba Bratislava a okolie a spolupráca s Rakúskom.

V čase realizácie nového smart grid projektu by už mali byť dokončené aj nové prenosové vedenia 2 x 400 kV Gabčíkovo – Gönyű – Veľký Ďur a 2 x 400 kV Rimavská Sobota – Sajóivánka, do ktorých investuje SEPS a MAVIR. Sprevádzkované by mohli byť začiatkom roka 2021. Posilnením cezhraničného profilu s naším južným susedom sa zásadným spôsobom zvýšia hodnoty maximálnej prenosovej kapacity, približne o 85 % v exportnom a o 46 % v importnom smere.

Prínosy projektu Danube InGrid

Hlavným prínosom projektu je zabezpečenie lepších a ekonomicky efektívnejších dodávok elektrickej energie pre strategické priemyselné oblasti a konečných spotrebiteľov v oblasti západného Slovenska a severozápadného Maďarska. V rámci projektu budú zavádzané smart grid technológie, a to na vnútroštátnej aj cezhraničnej úrovni s cieľom rozvoja modernej energetickej infraštruktúry. Projekt bude takisto efektívne integrovať správanie a činnosť všetkých používateľov trhu pripojených do elektrickej siete, predovšetkým spotrebiteľov, prosumerov a výrobcov s cieľom integrácie veľkého množstva elektrickej energie vyrobenej z obnoviteľných a/alebo distribuovaných zdrojov energie. Rozvoj skúseností v oblasti smart technológií v regióne západného Slovenska a severozápadného Maďarska bude prínosný nielen pre používateľov elektrickej siete, ale aj prevádzkovateľov distribučných sústav.

Moderná a odolnejšia

Smart grid je spôsob riešenia starnúcej energetickej infraštruktúry, ktorú treba modernizovať alebo vymeniť. Je to spôsob riešenia energetickej účinnosti a zvyšovania povedomia spotrebiteľov o súvislosti medzi používaním elektriny a životným prostredím. A je to spôsob, ako zvýšiť bezpečnosť nášho energetického systému – využívať väčšie množstvo domácej elektrickej energie, ktorá je odolnejšia proti prírodným katastrofám a útokom.

Zdroje

[1] Smart Grid Technology will benefit us all. carbonTRACK. [online]. Citované 7. 9. 2020. Dostupné na: https://carbontrack.com.au/blog/smart-grid-technology/.

[2] Smart Grids – Inteligentné siete. geex. [online]. Citované 7. 9. 2020. Dostupné na: http://www.geex.eu/smart-grid.

[3] Adrian: Smart Grids: Everything You Need to Know. CLEVERISM. [online]. Publikované 19. 9. 2019. Citované 7. 9. 2020. Dostupné na: https://www.cleverism.com/smart-grids-everything-need-know/.

[4] ACON Smart Grids. ACON. [online]. Citované 7. 9. 2020. Dostupné na: https://www.acon-smartgrids.cz/upload/Brozura_Acon_EU_web.pdf.

[5] Smart-grid projekt Danube InGrid. Ministerstvo hospodárstva Slovenskej republiky. [online]. Citované 21. 9. 2020. Dostupné na: https://www.mhsr.sk/energetika/medzinarodna-spolupraca/projekty-spolocneho-zaujmu-pci/elektroenergetika/107-smart-grid-projekt-danube-ingrid.ä