Dzięki rządowym programom zachęt i rosnącemu popytowi na energię
odnawialną, widok paneli fotowoltaicznych i małych turbin wiatrowych na
dachach domów i budynków staje się obecnie rzeczą powszechną w Europie.
Inteligentne sieci elektryczne umożliwią odbiorcom wykorzystywanie
domowych systemów wytwarzania energii, aby z pasywnych odbiorców energii
elektrycznej stali się interaktywnymi uczestnikami łańcucha dostaw
energii - redukując potencjalnie emisje CO2 w UE o 9% i zużycie energii
przez gospodarstwa domowe o 10%.
Aby tak się stało, odbiorcy muszą być w stanie monitorować własne
zużycie energii elektrycznej w czasie rzeczywistym, co umożliwi im
zarządzanie zużyciem w celu oszczędzania energii i pieniędzy. Operatorzy
sieci muszą być w stanie dostosować dostawy energii elektrycznej,
zarówno ze scentralizowanych elektrowni, jak i z rosnącej liczby
mniejszych źródeł wytwarzania, do zapotrzebowania.
W ramach dofinansowanego ze środków unijnych projektu ENERSIP
(Platforma informacji o energooszczędności na potrzeby sieci dostawczej i
odbiorczej) opracowano sposób doskonalenia procesów monitorowania i
dostosowywania. Dzięki wyposażeniu dostawców i odbiorców energii w
informacje w czasie rzeczywistym oraz w dane prognostyczne o zużyciu
energii elektrycznej, dostawy i zapotrzebowanie można ściślej do siebie
dostosować, a przez to zmniejszyć straty i podnieść niezawodność.
"Z perspektywy dostawcy mediów idealny scenariusz to taki, aby
wytarzana była wystarczająca ilości energii do pokrycia zapotrzebowania"
- wyjaśnia dr Leire Bastida, koordynatorka projektu ENERSIP. "Czasami
oznacza to prognozowanie szacowanego zapotrzebowania i definiowanie
niezbędnych działań w okresie szczytowego zapotrzebowania, niemniej
równie dobrym rozwiązaniem może być próba jego obniżenia. Naszym
zamiarem było opracowanie narzędzi, które pomogą dostawcom i odbiorcom w
podejmowaniu optymalnych decyzji, by utrzymywać dostawy i
zapotrzebowanie w równowadze".
Kojarzenie ze sobą partnerów
Partnerzy ENERSIP podjęli współpracę przy budowie otwartej
platformy, która zapewnia komplet usług z zakresu kontroli i
monitorowania energii, mających poprawić elastyczność i reaktywność
sieci energii elektrycznej.
"Nasza platforma i usługi mają za zadanie utorować drogę do
dostosowywania niemalże w czasie rzeczywistym produkcji i zużycia w
budynkach mieszkalnych i komercyjnych w całych dzielnicach" - wskazuje
dr Bastida. "Platforma ENERSIP wymagała opracowania i wdrożenia wielu
różnych technologii, takich jak czujniki i urządzenia komunikacji
bezprzewodowej, które monitorują zużycie energii elektrycznej przez
urządzenia AGD, algorytmy do prognozowania zapotrzebowania na energię
oraz systemy sterowania do wyłączania urządzeń i włączania systemów
wytwarzania energii".
"Dążyliśmy także do zmiany zachowań odbiorców" - mówi dr Bastida.
"Siła Internetu i mediów społecznościowych to klucz do edukowania
odbiorców oraz zachęcania ich do zmiany nawyków związanych z energią".
Jak wyjaśnia dr Bastida: strategia projektu była prosta: uzyskanie
wysokiej efektywności energetycznej za pomocą koordynacji, dogodnego
zarządzania zasobami w sieci oraz zmiany zachowań odbiorców poprzez
precyzyjne informacje zwrotne i doradztwo. Jeżeli odbiorcy mogliby z
tego skorzystać do obniżenia zużycia energii, to mogłoby to zmniejszyć
obciążenie po stronie wytwarzania i dostaw energii.
Od monitorowania do prognozowania
Tajemnica ENERSIP tkwi w komunikacji między wszystkimi urządzeniami
AGD - optymalnie w każdym domu w danej dzielnicy. W toku projektu
opracowany został zestaw inteligentnych wtyczek do podłączania urządzeń
do gniazdek, które pozwalają monitorować zużycie energii elektrycznej.
Dane są przesyłane bezprzewodowo w czasie rzeczywistym do koncentratora,
który je porządkuje i przesyła przez Internet do lokalnego dostawcy lub
dystrybutora.
"Dane na temat zużycia to absolutna podstawa naszego pomysłu" -
wyjaśnia dr Bastida. "Dysponując takim zestawem danych - zwłaszcza w
skali dzielnicy lub większego obiektu komercyjnego - można przystąpić do
ich analizowania, odkryć schematy i co najważniejsze rozpocząć
prognozowanie. Zdolność przewidywania szczytowego zapotrzebowania
umożliwia równoważenie dostaw i zapotrzebowania poprzez efektywniejsze
zwiększanie wytwarzania energii lub wyłączanie niepotrzebnych urządzeń
do momentu ponownego spadku zapotrzebowania".
Inteligentne wtyczki zastosowano w różnych typach urządzeń, od
prostych lamp i ogrzewaczy elektrycznych po inteligentne, jak odbiorniki
telewizyjne czy komputery. Zespół badawczy ENERSIP przetestował także
sposób, w jaki urządzenia AGD powinny się komunikować ze sobą i z innymi
sieciami w budynkach, aby stworzyć inteligentną strukturę
"wewnątrzbudynkową", którą można byłoby sterować zdalnie bądź
automatycznie. Naukowcy przeanalizowali, jak tego typu system można by
wdrożyć w całej dzielnicy.
"Zadbaliśmy, aby nasza komunikacja bezprzewodowa z obiektami w całej
dzielnicy miała wbudowaną pewną nadmiarowość, gdyż kiedy już zacznie
się polegać na przepływie danych w zarządzaniu siecią elektryczną, może
nastąpić chaos w razie awarii sieci" - zauważa dr Bastida. "Połączyliśmy
sieci telefonii komórkowej, bezprzewodowe sieci publiczne i przewodowe
sieci szerokopasmowe, aby stworzyć sieć komunikacyjną obejmującą całą
dzielnicę. Wprawdzie głównym zadaniem projektu była optymalizacja dostaw
energii i zapotrzebowania na nią, ale opracowanie od strony technicznej
bezpiecznej i sprawnej komunikacji danych było ogromnym wyzwaniem".
Zmiana zachowań - uzbrojeni w informacje
Największym być może wyzwaniem w toku projektu było jednak podejście
polegające na "zamknięciu koła" i zwróceniu informacji odbiorcom w celu
umożliwienia im podejmowania działań. W ramach projektu ENERSIP
powstała platforma internetowa, dzięki której gospodarstwa domowe mogą
wizualizować swoje zużycie energii elektrycznej i optymalizować je w
stosunku do kosztów dostawy i jednostki.
"Można zbudować system ze sprytnymi algorytmami do prognozowania
szczytów, przewidywania zapotrzebowania i sterowania wytwarzaniem w
inteligentny sposób. Aczkolwiek nasze emisje spadną dopiero wtedy, kiedy
ludzie zmienią swoje nawyki i zachowania" - stwierdza dr Bastida.
"Jesteśmy przekonani, że ludzie będą dokonywać zrównoważonych wyborów i
staną się częścią procesu optymalizacji, jeżeli wyposażymy ich w
informacje i pomożemy w podejmowaniu decyzji".
Za pośrednictwem internetowej platformy ENERSIP użytkownicy uzyskują
porady (oparte na wiedzy o dzielnicy i narzędziach prognostycznych),
jak obniżyć lub zoptymalizować swoje zużycie, na przykład poprzez
zaprogramowanie pracy pralki (za pomocą mikrochipa we wtyczce) na
godzinę 3.00 zamiast na 20.00, która przypada w okresie szczytowego
zapotrzebowania.
System ENERSIP został sprawdzony w ramach dwóch testów pilotażowych w
celu walidacji opracowanej technologii, a zespół projektowy wykazał za
pośrednictwem symulacji teoretyczną możliwość zaoszczędzenia energii na
poziomie 30%.
"To ujawnia obecną skalę braku efektywności, kiedy dostawy i
zapotrzebowanie nie są bilansowane" - twierdzi dr Bastida. "Najbardziej
zaskakującym było jednak nasze odkrycie, że aż połowa oszczędności
energii uzyskana została dzięki użytkownikom internetowego narzędzia
ENERSIP, które pozwoliło podnieść świadomość efektywności energetycznej
wśród odbiorców-ochotników".
Dalszy rozwój
Partnerzy ENERSIP kontynuują prace nad rozwojem prototypowych
technologii i koncepcji, między innymi nad wewnątrzwtyczkowymi
czujnikami i urządzeniami uruchamiającymi do zdalnego, automatycznego
sterowania urządzeniami, nad internetowymi narzędziami do zarządzania
energią oraz nad aplikacjami mobilnymi. Algorytmy optymalizacyjne
opracowane w toku projektu są także wykorzystywane w narzędziach
analityki biznesowej i systemach zarządzania procesem decyzyjnym.
"Nie mamy wątpliwości, że to ludzie są powodem kryzysu
energetycznego" - podkreśla dr Bastida. "Znaczne oszczędności energii
można uzyskać tylko wtedy, kiedy ludzie zmienią swoje zachowania.
Systemy takie jak ENERSIP mogą zacząć wprowadzanie tych zmian".
Technologie ENERSIP - monitoring i prognoza zużycia energii oraz
informacja zwrotna do odbiorcy - mają potencjał, by zacząć
urzeczywistniać te oszczędności energii, wprowadzając nas w niedalekiej
przyszłości na ścieżkę wiodącą do inteligentnych sieci elektrycznych.
Hiperłącza do projektu w serwisie CORDIS:
-
7PR w serwisie CORDIS-
karta informacji o projekcie ENERSIP w serwisie CORDIS
Hiperłącze do projektu w CORDIS:
-
strona internetowa: 'Platforma informacji o energooszczędności na potrzeby sieci dostawczej i odbiorczej'
Hiperłącze do materiałów wideo:
-
filmy wideo dotyczące projektu ENERSIP
Inne hiperłącza:
-
strona internetowa Komisji Europejskiej poświęcona agendzie cyfrowej
poleca:
