Pametno omrežje, pametno omrežje, pametno omrežje

Pametno omrežje je inteligentno elektroenergetsko omrežje, v katerem obstaja povezava med vsemi udeleženci na energetskem trgu, namenjeno zagotavljanju energetskih storitev, znižanju stroškov in povečanju učinkovitosti ter povezovanju razpršenih virov energije, vključno z obnovljivimi viri energije.

Gre za električna in komunikacijska omrežja, ki omogočajo sprotno regulacijo proizvodnje in porabe električne energije, tako lokalno kot globalno. Njihov princip je interaktivna dvosmerna komunikacija med proizvodnimi viri in napravami oziroma porabniki o trenutnih možnostih proizvodnje in porabe energije.

Druga definicija: pametna omrežja so elektroenergetski sistemi, ki uporabljajo informacijske in nadzorne tehnologije, porazdeljeno obdelavo podatkov ter povezane senzorje in nadzor za integracijo vedenja in dejanj potrošnikov in drugih zainteresiranih strani ter za učinkovito zagotavljanje trajnostne, ekonomične in zanesljive oskrbe z električno energijo ... .

Z večanjem deleža obnovljivih virov energije v elektroenergetskem omrežju se povečuje tudi povpraševanje, predvsem po nizkonapetostnih omrežjih. Nizkonapetostna omrežja ne opravljajo več samo naloge sprejemanja in distribucije električne energije iz distribucijskih omrežij, temveč vedno bolj opravljajo nalogo dovajanja decentralizirane proizvedene električne energije nazaj v distribucijska omrežja.

Invazija obnovljivih virov energije v energetsko krajino je močno spremenila pretok energije v omrežju: zdaj porabniki ne le porabljajo, temveč tudi proizvajajo električno energijo prek istega omrežja. Zato je tok energije zdaj dvosmeren.

Pametno omrežje pošilja električno energijo od dobaviteljev do potrošnikov z uporabo dvosmerne digitalne tehnologije za upravljanje povpraševanja potrošnikov. To pomaga varčevati z energijo, zmanjšati stroške, izboljšati uporabnost in preglednost.

Strokovnjaki za zasebnost in varnost pa opozarjajo na potencial nadzora in ranljivost te tehnologije, ki bi jo lahko izkoristili tudi tatovi. Poleg tega lahko sinhronizacija strank s ceno destabilizira omrežje.

Uporaba fotovoltaične sončne energije v ekološko čistem območju Solarsiedlung v Vaubanu (Freiburg, Nemčija).

Značilnosti pametnih omrežij:

• Popolna avtomatizacija. Vključuje digitalni nadzorni in nadzorni sistem, vgrajene senzorje, ki spremljajo obnašanje omrežja, in samodejno preklop. Zagotavlja razpoložljivost informacij v realnem času o obremenitvi omrežja, kakovosti električne energije, izpadih itd.
• Popolna integracija strank. Njegovo bistvo je zagotoviti odjemalcem digitalne števce z dvosmernim pretokom informacij v realnem času, kar omogoča oblikovanje cenovnih tarif v skladu s trenutnim stanjem v omrežju (t.i. »Pametni števci električne energije«). To strankam omogoča učinkovito upravljanje porabe, kot je ogrevanje vode, pranje ali polnjenje baterij.
• Prilagoditev različnim načinom proizvodnje električne energije. Razvoj pametnih omrežij se predvsem začne v času, ko se na distribucijski sistem začnejo priključevati manjši viri električne energije, katerih obnašanje je težko predvideti, na primer sončne in vetrne elektrarne, plinske mikroturbine in druge decentralizirane tehnologije pridobivanja električne energije, ki uporabnikom omogočajo za proizvodnjo električne energije iz lastnih virov in prodajo presežka v omrežje. Moč sončne svetlobe ali vetra je zelo težko predvideti, kjer koli se ti decentralizirani viri nahajajo. Ker pametna omrežja redno pošiljajo podatke o porabi električne energije, je moč regulirati na primer v elektrarnah na klasična goriva.

Konvencionalna elektroenergetska omrežja običajno do neke mere že uporabljajo informacijsko in nadzorno tehnologijo. V pametnem omrežju se te tehnologije še naprej razvijajo.

Glavna sprememba na ravni končnega uporabnika je vgradnja pametnih števcev. Njihovi glavni nalogi sta oddaljeno branje podatkov in možnost zaračunavanja cen, ki se spreminjajo skozi čas.

Pametni števec električne energije

Pametni števci so števci električne energije, ki beležijo porabo električne energije v intervalih 1 ure ali manj in te informacije vsaj enkrat dnevno posredujejo energetskemu podjetju za namene spremljanja in nadzora.

Pametni števci omogočajo dvosmerno komunikacijo med števcem in centralnim sistemom.

Prenos podatkov med posameznimi komponentami omrežja poteka preko telefonskega modema, GSM, ADSL povezav ali na druge načine. To omogoča razvoj bolj diferenciranih tarif in s tem ugodnejše cenovne spodbude za domače odjemalce (inteligentni trg).

Za razliko od sistemov za spremljanje energije doma lahko pametni števci zbirajo podatke za daljinsko odčitavanje.

Uporabnik lahko uresniči ekonomske prednosti brez žrtvovanja udobja, le če so na voljo naprave, ki delujejo samodejno, po možnosti v času nizkih tarif. Gre za procese, ki niso časovno kritični, kot so polnjenje električnih vozil, delovanje toplotnih črpalk, zamrzovanje, ogrevanje (električni kotli) ali pomivanje posode.

Na primer, za uporabnika električne energije ta tehnologija zagotavlja, da se električno vozilo napolni točno takrat, ko je na voljo dober dostop do poceni obnovljive energije. Na ta način lahko vetrno energijo bolje izkoristimo v urah, ko pihajo močni vetrovi.

Drug primer so nadzorni sistemi, ki samodejno pomagajo industrijam zaustaviti proizvodne procese z nizko prioriteto, ko so cene električne energije začasno visoke.

Z nočnimi hranilniki in fiksnimi nočnimi tarifami je bilo to uveljavljeno že pred desetletji, sodobni sistemi pa lahko delujejo bolj fleksibilno in inteligentno, kar je še posebej pomembno pri vključevanju obnovljivih virov energije.

IT varnost

Eden glavnih problemov pametnih omrežij so kibernetski napadi. Ideja, koncept in topologija pametnih omrežij temeljijo na IT rešitvah, ki nosijo določeno grožnjo. Pametna omrežja so za svoje delovanje in učinkovit nadzor odvisna od številnih računalnikov, računalniških omrežij, programske opreme in komunikacijskih tehnologij.

Nepooblaščeno vmešavanje v IT-infrastrukturo tega kiberkriminalca lahko neposredno in posredno povzroči velike izgube zaradi pomanjkanja moči za določene prejemnike.

Kompleksnost omrežja pomeni, da obstajajo vrzeli, ki jih je treba še identificirati. Zato je težko oceniti tveganje, povezano z morebitnim napadom zaradi velikosti, kompleksnosti in dinamične narave elektroenergetskega sistema ter nepredvidljivosti potencialnih napadalcev.