Rosnący popyt na energię, redukcja emisji CO2, konieczność integracji rozproszonych źródeł wytwarzania energii oraz przestarzała infrastruktura to tylko kilka z wyzwań, przed którymi stoi branża energetyczna.
Operatorzy sieci energetycznych muszą stawić im czoła, by zwiększyć wydajność i niezawodność przesyłu i dystrybucji energii. W tym celu konieczne jest odejście od starego modelu energetycznego i wdrożenie nowego modelu, na który składają się trzy elementy: inteligentna sieć, rozproszona generacja energii oraz efektywne zużycie.
Cyfryzacja świata energetyki
Jednym z istotnych problemów są wciąż powstające straty na drodze pomiędzy elektrownią, stacjami transformatorowymi, a odbiorcami końcowymi. Przyczyną strat są kwestie związane z infrastrukturą sieci, która mimo modernizacji w wielu miejscach wciąż jest przestarzała i nieefektywna. Dlatego też nowy model energetyczny ma zmienić całkowicie tę sytuację.
W tym celu w sieciach energetycznych wykorzystać należy inteligentne, skomunikowane ze sobą produkty, zintegrować dane z obszaru IT i OT oraz wdrożyć zaawansowane narzędzia zarządzania. To skuteczne zarządzanie musi dziś odbywać się w czasie rzeczywistym, aby sprostać zapotrzebowaniu, ale też unikać strat energii czy nadmiernej produkcji. Rozwiązaniem jest zastosowanie narzędzi analitycznych umożliwiających symulowanie, planowanie i raportowanie tego co dzieje się w sieci, wdrożenie systemów informatycznych do monitoringu i wizualizacji danych oraz montaż inteligentnych urządzeń w sieci, które będą komunikować się między sobą. Proces ten zamykać będzie integracja i analiza danych pochodzących z wszystkich tych źródeł.
Kolejnym elementem jest integracja niestabilnych źródeł energii, mikrosieci, e-mobility, czyli tzw. Grid-Edge. Oznacza on konieczność wprowadzenia i integracji takich urządzeń jak magazyny energii, ładowarki do samochodów elektrycznych czy rozproszone źródła energii.
Te właśnie źródła na poziomie tzw. mikro sieci wymagają ciągłego monitorowania, aby efektywnie zarządzać produkcją przy użyciu rozwiązań IT. Tutaj podobnie jak w przypadku dużych sieci przesyłowych, głównym elementem wykonawczym są inteligentne produkty, które zapewnią funkcjonowanie tego systemu.
W nowym modelu ważna staje się również rola odbiorców końcowych, którzy będą mogli lepiej zarządzać energią, a tym samym wpływać wzrost efektywności energetycznej. W przypadku odbiorców przemysłowych wdrażane będą systemy zarządzania produkcją i poborem energii (PCS, BMS, DSR) oraz oprogramowanie do poprawy efektywności energetycznej. Takie oprogramowanie w formie aplikacji mobilnych czy webowych będzie dostępne także dla odbiorców domowych. Oprócz tego budynki, jak i mieszkania staną się bardziej inteligentne dzięki zastosowaniu na szeroką skalę czujników, osprzętu elektroinstalacyjnego czy aplikacji do wizualizacji i sterowania zużyciem tej energii.
Kluczowy element nowego modelu
Wdrożenie nowego modelu ma istotny wpływ na bezpieczeństwo zarówno energetyczne, jak i ekonomiczne państw. Wraz z rozwojem gospodarczym wzrasta zapotrzebowanie na energię elektryczną i konieczność efektywnego zarządzania procesem jej dostarczania. Rozwiązaniem tego problemu jest zagęszczenie sieci, co w praktyce oznacza budowę nowych sieci transformatorowych. Skróciłoby to linie przesyłowe, a co za tym idzie ? zmniejszyło poziom strat energii między stacjami transformatorowymi.
Drugą kluczową kwestią jest racjonalne gospodarowanie energią. Straty w procesie dystrybucji pojawiają się ze względu na przestarzałe urządzenia pomiarowe, które nie pozwalają przygotować dokładnych prognoz zużycia energii przez odbiorcę końcowego. Nieprecyzyjne pomiary oraz błędne prognozy są przyczyną marnowania energii poprzez przesyłanie nadprogramowych jej ilości.
Systemy elektronenergetyczne wymagają modernizacji na wielu poziomach. Koszty generowane z powodu przestarzałej infrastruktury osiągnęły alarmujący poziom, co powinno stać się bodźcem do dalszych pozytywnych realizacji w zakresie modernizacji infrastruktury przesyłowej.