Energia-sare adimendunak

Mundu mailako energia-eskaria urtean ehuneko 2,2 inguru haziko dela kalkulatzen da. Horrek esan nahi du 20 petawatt-ordutik gorako egungo energia-kontsumo globala 2030 petawatt-orduraino igoko dela 33ean. Aldi berean, energia inoiz baino eraginkorrago erabiltzeari ematen zaio garrantzia.

1. Auto sare adimendunean

Beste aurreikuspenek iragartzen dute garraioak elektrizitate-eskariaren ehuneko 2050 baino gehiago kontsumituko duela 10erako, neurri handi batean ibilgailu elektriko eta hibridoen ospea gero eta handiagoa delako.

Bada auto elektrikoen bateria kargatzea ez da behar bezala kudeatzen edo ez du bere kabuz funtzionatzen, karga gailurrak izateko arriskua dago bateria gehiegi kargatzen direlako aldi berean. Ibilgailuak momentu optimoetan kargatzea ahalbidetzen duten irtenbideen beharra (1).

mendeko elektrizitate sistema klasikoak, zeinetan elektrizitatea zentral zentraletan ekoizten zen nagusiki eta kontsumitzaileei tentsio handiko garraio-lineen eta tentsio ertain eta baxuko banaketa-sareen bidez, ez dira aro berriko eskakizunetara egokitzen.

Azken urteotan, gainera, sistema banatuen garapen azkarra ikus dezakegu, energia ekoizle txikiak, soberakinak merkatuarekin partekatu ditzaketenak. Banatutako sistemetan parte handia dute. energia iturri berriztagarriak.

Sare adimendunen glosarioa

AMI - Neurketa Aurreratuen Azpiegitura laburra. Elektrizitate-kontagailuekin komunikatzen, energia-datuak bildu eta datu horiek aztertzen dituzten gailuen eta softwarearen azpiegitura esan nahi du.

belaunaldi banatua - Energia-ekoizpena, banaketa-sareetara zuzenean konektatuta edo hartzailearen energia-sisteman kokatuta dauden sorkuntza-instalazio edo instalazio txikien bidez (kontrol eta neurketa-gailuen atzean), normalean energia-iturri berriztagarrietatik edo ez-ohikoetatik abiatuta elektrizitatea ekoizten duena, askotan bero-ekoizpenarekin konbinatuta (kogenerazio banatua). ). . Banatutako sorkuntza-sareek, adibidez, prosumitzaileak, energia-kooperatibak edo udal-zentralak izan ditzakete.

neurgailu adimenduna – urruneko elektrizitate kontagailu bat, hornitzaileari energia neurtzeko datuak automatikoki transmititzeko funtzioa duena eta, horrela, elektrizitatea kontzienteki erabiltzeko aukera gehiago eskaintzen dituena.

Mikro energia iturria – energia sortzeko zentral txiki bat, normalean kontsumo propiorako erabiltzen dena. Mikro-iturria etxeko eguzki-, hidro edo eoliko-zentral txikiak izan daitezke, gas naturalarekin edo biogasarekin funtzionatzen duten mikro turbinak, gas naturalarekin edo biogasarekin funtzionatzen duten motorrak dituzten unitateak.

Proposamena – energia kontsumitzaile kontzientea, bere beharretarako energia ekoizten duena, adibidez, mikro iturrietan, eta erabili gabeko soberakina banaketa sareari saltzen diona.

Tarifa dinamikoak – energiaren prezioen eguneroko aldaketak kontuan hartuta tarifak.

Espazio-denbora behagarria

Arazo hauek konpontzeko (2) energia behar den tokira bideratuko duen azpiegitura "pentsatzaile" malgua duen sare bat behar da. Halako erabakia energia sare adimenduna - Sare elektriko adimenduna.

2. Energia merkatuak dituen erronkak

Orokorrean, sare adimenduna ekoizteko, garraiatzeko, banatzeko eta erabiltzeko prozesuetan parte-hartzaile guztien jarduerak modu adimentsuan integratzen dituen energia elektrikoa modu ekonomiko, jasangarri eta seguruan hornitzeko (3) sistema elektriko bat da.

Bere premisa nagusia energia-merkatuko partaide guztien arteko lotura da. Sareak zentral elektrikoak lotzen ditu, handiak eta txikiak, eta energia kontsumitzaileak egitura bakarrean. Bi elementuri esker existitu eta funtziona dezake: sentsore aurreratuetan eraikitako automatizazioa eta IKT sistema bati esker.

Erraz esateko: sare adimendunak "badaki" non eta noiz sortzen diren energia-beharrik handiena eta hornikuntza handiena, eta gehiegizko energia behar den lekura bideratu dezake. Ondorioz, sare horrek energia-hornikuntza-katearen eraginkortasuna, fidagarritasuna eta segurtasuna hobetu ditzake.

3. Sare adimenduna - oinarrizko eskema

4. Sare adimendunen hiru eremu, horietatik eratorritako helburuak eta onurak

Sare adimendunak elektrizitate-kontagailuen irakurketak urrunetik egiteko aukera ematen dizu, harreraren eta sarearen egoera kontrolatzeko, baita energia-harreraren profila ere, legez kanpoko energia-kontsumoa, kontagailuetan interferentziak eta energia-galerak identifikatzea, hartzailea urrunetik deskonektatu / konektatu, tarifak aldatu, irakurritako balioak artxibatzea eta fakturatzea, eta beste jarduera batzuk (4).

Zaila da elektrizitate-eskaria zehaztasunez zehaztea, beraz, normalean sistemak erreserba beroa deritzona erabili behar du. Sorkuntza banatua (ikus Smart Grid Glossary) sare adimendunarekin batera erabiltzeak nabarmen murrizten du erreserba handiak guztiz operatibo mantentzeko beharra.

Zutabea sare adimendunak neurketa sistema zabala dago, kontabilitatea adimenduna (5). Neurketa-datuak erabaki-puntuetara igortzen dituzten telekomunikazio-sistemak barne hartzen ditu, baita informazio adimentsua, iragarpena eta erabakiak hartzeko algoritmoak ere.

Neurketa-sistema "adimendunen" lehen instalazio pilotuak eraikitzen ari dira jada, hiri edo udalerri indibidualak hartzen dituztenak. Horiei esker, besteak beste, bezero indibidualentzako orduko ordainsaria sar dezakezu. Horrek esan nahi du eguneko ordu jakin batzuetan kontsumitzaile bakar baten elektrizitatearen prezioa baxuagoa izango dela, beraz, merezi du, adibidez, garbigailua piztea.

Zientzialari batzuen ustez, Mark Timm buru duen Göttingeneko Alemaniako Max Planck Institutuko ikertzaile talde baten arabera, milioika kontagailu adimendunek etorkizunean guztiz autonomo bat sor dezakete. autoerregulazio-sarea, Internet bezala deszentralizatua, eta segurua, sistema zentralizatuek jasaten dituzten erasoekiko erresistentea delako.

Indarra pluraltasunetik

Elektrizitate iturri berriztagarriak Unitate-ahalmen txikia dela eta (RES) iturri banatuak daude. Azken horien artean 50-100 MW-tik beherako potentzia unitarioa duten iturriak daude, azken energia-kontsumitzailearengandik hurbil instalatuta.

Hala ere, praktikan iturri banatu gisa hartzen den iturri baten muga asko aldatzen da herrialde batetik bestera, adibidez Suedia 1,5 MW da, Zelanda Berria 5 MW, AEB 5 MW, Erresuma Batua 100 MW. .

Energia-sistemaren eremu txiki batean sakabanatuta dauden iturri kopuru nahiko handiarekin eta ematen dituzten aukerei esker sare adimendunak, posible eta errentagarria bihurtzen da iturri horiek operadoreak kontrolatutako sistema batean konbinatzea, "zentral elektriko birtuala" sortuz.

Bere helburua sorkuntza banatua logikoki konektatutako sistema batean kontzentratzea da, elektrizitatearen ekoizpenaren eraginkortasun teknikoa eta ekonomikoa areagotuz. Energia-kontsumitzaileengandik gertu kokatutako sorkuntza banatuak tokiko erregai-baliabideak ere erabil ditzake, bioerregaiak eta energia berriztagarriak barne, eta baita hiri-hondakinak ere.

Zentral birtual batek tokiko elektrizitate-iturri asko lotzen ditu eremu jakin batean (zentral hidraulikoak, eolikoak, fotovoltaikoak, ziklo konbinatuko turbinak, motorrek bultzatutako sorgailuak, etab.) eta energia biltegiratze (ur deposituak, bateriak) urrunetik kontrolatzen dituztenak. IT sare zabala.sistema.

Zentral birtualak sortzeko funtzio garrantzitsu bat energia biltegiratzeko gailuek bete beharko lukete, elektrizitatearen sorkuntza kontsumitzaileen eskariaren eguneroko aldaketetara egokitzeko aukera ematen dutenak. Normalean halako urtegiak bateriak edo superkondentsadoreak izaten dira; ponpaketa biltegiratze-estazioek antzeko eginkizuna izan dezakete.

Zentral birtual bat osatzen duen energetikoki orekatuta dagoen eremu bat sare elektrikotik bereiz daiteke etengailu modernoak erabiliz. Etengailu horrek babesten du, neurketa lanak egiten ditu eta sistema sarearekin sinkronizatzen du.

Mundua gero eta adimentsuagoa da

W sare adimendunak gaur egun munduko energia konpainia handienek inbertitzen dute. Europan, esaterako, EDF (Frantzia), RWE (Alemania), Iberdrola (Espainia) eta British Gas (Erresuma Batua).

6. Smart Grid-ek iturri tradizionalak eta berriztagarriak konbinatzen ditu

Sistema mota honen elementu garrantzitsu bat telekomunikazioen banaketa sarea da, zeinak bi norabideko IP transmisio fidagarria eskaintzen baitu aplikazio zentraletako sistemen eta elektrizitate kontagailu adimendunen artean, energia-sistemaren amaieran zuzenean, azken kontsumitzaileetan.

Gaur egun, munduko telekomunikazio sarerik handienak beharretarako Smart Grid beren herrialdeetako energia-operadore handienetatik - LightSquared (AEB) edo EnergyAustralia (Australia) esaterako- Wimax haririk gabeko teknologia erabiliz ekoizten dira.

Gainera, Polonian AMI (Advanced Metering Infrastructure) sistemaren lehenengo eta aurreikusten den inplementazio handienetakoak, Energa Operator SAren sare adimendunaren zati oso bat dena, datuen transmisiorako Wimax sistema erabiltzea dakar.

Wimax irtenbidearen abantaila garrantzitsu bat energia-sektorean datuen transmisiorako erabiltzen diren beste teknologiekin alderatuta, hala nola PLCa, larrialdi kasuetan linea elektrikoen atal osoak itzali beharrik ez dagoela da.

7. Energia-piramidea Europan

Txinako gobernuak epe luzerako plan handi bat garatu du ur-sistemetan inbertitzeko, landa eremuetako transmisio-sareak eta azpiegiturak berritzeko eta zabaltzeko, eta sare adimendunak. Txinako State Grid Corporation-ek 2030erako aurkeztea aurreikusten du.

Japoniako Elektrizitatearen Industria Federazioak 2020rako eguzki-energiako sare adimendun bat garatzeko asmoa du gobernuaren laguntzarekin. Gaur egun, sare adimendunetarako energia elektronikoa probatzeko estatuko programa bat ezartzen ari da Alemanian.

EBko herrialdeetan “super sare” energetikoa sortuko da, eta horren bitartez energia berriztagarriak banatuko dira, batez ere parke eolikoak. Sare tradizionaletan ez bezala, ez da alternoan oinarrituko, korronte elektriko zuzenean (DC) baizik.

Europako funtsek MEDOW proiektuarekin lotutako ikerketa eta prestakuntza programa finantzatu zuten, unibertsitateak eta energiaren industriako ordezkariak biltzen dituena. MEDOW ingelesezko "Multi-terminal DC Grid For Offshore Wind" izenaren laburdura da.

Prestakuntza programa 2017ko martxora arte iraungo dela aurreikusten da. Sorkuntza energia berriztagarrien sareak eskala kontinentalean eta lehendik dauden sareekiko konexio eraginkorra (6) zentzuzkoa da energia berriztagarrien ezaugarri espezifikoak direla eta, aldizkako soberakinak edo gaitasun eskasiak direla eta.

Hel penintsulan funtzionatzen duen Smart Peninsula programa ezaguna da Poloniako energia industrian. Hementxe ezarri ditu Energak herrialdeko lehen probako urrutiko irakurketa sistemak eta proiekturako azpiegitura tekniko egokiak ditu, eta hori gehiago berrituko da.

Toki hau ez zen kasualitatez aukeratu. Eremu honek energia-kontsumoaren gorabehera handiak ditu (kontsumo handia udan, askoz gutxiago neguan), eta horrek erronka gehigarri bat sortzen die energia ingeniariei.

Inplementatutako sistemak fidagarritasun handia izateaz gain, bezeroen arretarako malgutasuna izateaz gain, energia-kontsumoa optimizatu, argindarraren tarifak aldatu eta sortzen ari diren energia-iturri alternatiboak (plaka fotovoltaikoak, aerosorgailu txikiak, etab.) erabili behar ditu.

Duela gutxi, informazioa ere agertu da Polskie Sieci Energetyczne-k gutxienez 2 MW-ko potentzia duten bateria indartsuetan gorde nahi duela energia. Operadoreak energia biltegiratzeko instalazioak eraikitzeko asmoa du Polonian, sare elektrikoari eusten dioten hornikuntzaren jarraipena bermatuz, energia-iturri berriztagarriek (EGE) funtzionatzeari uzten diotenean, haize faltagatik edo iluntzean. Ondoren, biltegiko elektrizitatea sarera joango da.

Irtenbidearen probak bi urteko epean has daitezke. Informazio ez ofizialaren arabera, Hitachi-ko japoniarrek PSE-ri eskaintzen diote bateria-ontzi indartsuak probatzeko. Horrelako litio-ioizko bateria batek 1 MW-ko potentzia emateko gai da.

Biltegiek etorkizunean ohiko zentral elektrikoak zabaltzeko beharra ere murriztu dezakete. Parke eolikoek, potentziaren irteerako aldakortasun handia dutelako (baldintza meteorologikoen arabera), energia tradizionala behartzen dute potentzia-erreserba bat mantentzera, haize-errotak edozein unetan potentzia murriztuarekin ordezkatu edo osatu ahal izateko.

Europa osoko operadoreek energia biltegiratzean inbertitzen ari dira. Duela gutxi, britainiarrek gure kontinenteko mota honetako instalaziorik handiena jarri zuten martxan. Londresetik gertu dagoen Leighton Buzzard-eko instalazioak 10 MWh-ko energia biltegiratzeko eta 6 MW-ko potentzia emateko gai da.

Haren atzetik S&C Electric, Samsung, baita UK Power Networks eta Younicos ere. 2014ko irailean, azken konpainia honek Europako lehen energia biltegiratze komertziala eraiki zuen. Schwerinen (Alemania) jarri zen martxan eta 5 MW-ko potentzia du.

"Smart Grid Projects Outlook 2014" dokumentuak 459az geroztik inplementatutako 2002 proiektu biltzen ditu, zeinetan teknologia berrien erabilerak, IKT (teleinformazioa) gaitasunak "smart grid" bat sortzen lagundu zuten.

Kontuan izan behar da EBko estatu kide batek gutxienez parte hartu zuen (bazkide izan zen) proiektuak aintzat hartu zirela (7). Horrek 47ra eramaten du txostenean jasotako herrialdeen kopurua.

Orain arte, 3,15 mila milioi euro bideratu dira proiektu horietarako, nahiz eta oraindik ehuneko 48 amaitu ez diren. I+G proiektuek gaur egun 830 milioi euro kontsumitzen dituzte, eta probak eta ezarpenak 2,32 mila milioi euroko kostua dute.

Horien artean, biztanleko, Danimarkak inbertitzen du gehien. Frantziak eta Erresuma Batuak, berriz, aurrekontu handieneko proiektuak egiten dituzte, 5 milioi euroko batez beste proiektu bakoitzeko.

Herrialde horiekin alderatuta, Ekialdeko Europako herrialdeek askoz okerragoa izan zuten. Txostenaren arabera, proiektu horien guztien aurrekontu osoaren ehuneko 1 baino ez dute sortzen. Inplementatutako proiektu kopuruaren arabera, lehenengo bost hauek dira: Alemania, Danimarka, Italia, Espainia eta Frantzia. Poloniak 18. postua lortu zuen rankingean.

Suitza zegoen gure aurretik, eta ondoren Irlanda. Smart Grid lelopean, irtenbide anbiziotsuak, ia iraultzaileak, mundu osoko leku askotan ezartzen ari dira. energia-sistema modernizatzeko asmoa.

Adibide onenetako bat Ontarioko Smart Infrastructure Project (2030) da, azken urteotan prestatu dena eta 8 urteko iraupena estimatzen duena.

8. Kanadako Ontarioko probintzian Smart Grid ezartzeko plana.

Birus energetikoak?

Hala ere, bada energia-sarea Internet bezalakoa bihurtu, kontuan izan behar duzu sare informatiko modernoetan ditugun mehatxu berdinei aurre egin diezaiekeela.

9. Energia-sareetan lan egiteko diseinatutako robotak

F-Secure laborategiek duela gutxi ohartarazi zuten mehatxu konplexu berri bat dela industriako zerbitzu sistemetan, sare elektrikoetan barne. Havex du izena eta teknika berri oso aurreratua erabiltzen du ordenagailuak kutsatzeko.

Havex-ek bi osagai nagusi ditu. Lehenengoa Troiako softwarea da, erasotutako sistema urrunetik kontrolatzeko erabiltzen dena. Bigarren elementua PHP zerbitzaria da.

Troiako zaldia erasotzaileek APCS/SCADA softwareari erantsi zioten prozesu teknologikoen eta ekoizpen prozesuen aurrerapena kontrolatzeko ardura zuen. Biktimek horrelako programak deskargatzen dituzte gune espezializatuetatik, mehatxuaz jabetu gabe.

Havexen biktimak industria irtenbideetan parte hartzen duten Europako erakundeak eta enpresak izan ziren batez ere. Havex kodearen zati batek iradokitzen du bere sortzaileek, ekoizpen prozesuei buruzko datuak lapurtu nahi izateaz gain, euren ibilbidean ere eragin dezaketela.

10. Sare adimendunen eremuak

Malware honen egileak bereziki interesatzen zitzaizkien energia sareetan. Baliteke etorkizuneko elementu bat energia sistema adimenduna robotak ere bai.

Duela gutxi, Michigan Unibertsitate Teknologikoko ikertzaileek elektrizitate etenek eragindako lekuetara energia hornitzen duen robot-eredu bat (9) garatu dute, hala nola hondamendi naturalek eragindakoetan.

Mota honetako makinek, adibidez, telekomunikazio-azpiegiturak (dorreak eta oinarrizko estazioak) energia berreskuratu ditzakete, erreskate-operazioak eraginkorrago egiteko. Robotak autonomoak dira, beraiek aukeratzen dute helmugarako biderik onena.

Bateriak edo eguzki plakak eduki ditzakete. Elkar elikatu dezakete. Esanahia eta funtzioak sare adimendunak energiaz haratago joan (10).

Horrela sortutako azpiegiturak etorkizuneko bizitza adimendun mugikor berri bat sortzeko erabil daiteke, puntako teknologietan oinarrituta. Orain arte, irtenbide mota honen abantailak (baina eragozpenak ere) imajina ditzakegu.