Energetická chytrá sít

JR_Ewing, 17.09.2014 01:00, Hardware, 49 odpovědí (39678 zobrazení)

V České debatě o budoucnosti energetiky, hlavně kvůli tlačence na Temelín, jsem začal vnímat zkreslování, nebo ještě lépe záměrné zatajování, některých informací, zejména ze strany obhájců rozšíření. Ti byli zdaleka nejvíc slyšet, protože dostávali největší prostor v mediích. Jistě jste ale v debatách zaslechli pojem chytrá síť, nebo také smart grid. Vždy však mlhavě, bez vysvětlení, co to vlastně znamená. A přesně vysvětlení tohoto konceptu se věnují nasledující řádky. Co to je, k čemu by to mohlo být dobré a že nastoupená německá cesta může být i zajímavá.

Jistě se shodneme, že Česká implementace podpory obnovitelných zdrojů energie, se mírně řečeno nepovedla. Původní dobrá myšlenka v podpoře malých lokálních zdrojů se díky našim hamižným politikům zvrtla v obrovský tunel pro pár vyvolených. A tímto došlo také k obrovskému zkreslení v očích veřejnosti, kde v podstatě sluneční energie = tunel. Zřejmě jsme politiky vystavovali malému tlaku, že si dělali co chtěli, to nechme stranou a pokusme se to třeba změnit i v následujících volbách, a pojďme se podívat, co ta chytrá síť vlastně umí.

Chytrou sítí nazveme propojení zdrojů (elektrárny, obnovitelné zdroje), spotřebičů (uživatelé, firmy) a akumulátorů (přečerpávací elektrárny, baterie) a počítačových technologií, kde centrální řídící prvek sítě v každém okamžiku ví, kde se kolik elektřiny vyrábí (a umí některé zdroje ovlivňovat), kde má jakou akumulační kapacitu (a je schopen ji využívat) a kolik kde elektřiny spotřebovávají (a může omezeně řídít zátěž).

Je to jedna dlouhá věta se spoustou informací, tak si jednotlivé kousky rozebereme.

Začnu tím technologicky nejnáročnějším, a zároveň nejjednodušším na vysvětlení. Tou je jakási energetická obdoba počítačové sítě, kde si jednotlivé prvky povídají s centrálním řízením, kolik je u nich volná kapacita, kolik mají naakumulováno, kolik vyrábi, kolik spotřebovávají. Tato síť by musela být pochopitelně dost zabezpečená, pokud možno nepřístupná z venku. Každý spotřebitel nebo výrobce by musel být vybaven zařízením (obdoba elektroměru), které by tyto komunikační funkce zastávalo. A dostáváme s k bezpečnosti, pochopitelně, každý doma by tedy měl přístupový bod do této sítě. Masivní útok, vedený s cílem zničit energetickou soustavu by musel by tak musel mít tísíce (a nejlépe velkoodběratelů či velkovýrobců) hacknutých zařízení, unikátních šifrovacích klíčů. Což je řekněme málo pravděpodobné a dá se s tím žít. K tomuto bodu předpokládám bouřlivou diskusi.

Zdroje, a spojím je zároveň i s akumulátory, můžeme rozdělit podle několika hledisek, já však využiji rozdělení na zdroje, které umíme řídit (klasické elektrárny) a které jsou závislé na vnějších vlivech (většina obnovitelných zdrojů). Jistě okamžitě padne námitka, že řídit tyto dva typy zdrojů v jedné síti není vůbec jednoduché, čím víc neřiditelných, tím hůř, a zdroje které umíme řídit zpravidla nereagují tak pružně, aby byly schopny efektivně vyvažovat špičky způsobené obnovitelnými zdroji. Zde si pomůžu malým návrhem pro regulační zákony, k obnovitelným zdrojům. Dovedete si představit, kdyby každý provozovatel obnovitelného zdroje měl za povinnost mít k dispozici akumulátor o kapacitě 30 minut maximálního výkonu zdroje? To není až tak nepředstavitelná hodnota a je realizovatelná i s dnešními bateriemi. Vývoj slibuje poměrně v brzké době ještě efektivnější akumulátory. A ve spojení s chytrou sítí představuje obrovskou devizu. V chytré síti by pak akumulátor byl záměrně držen na poloviční kapacitě, aby byl schopen vyvážit patnáctiminutové špičky do obou směrů. Samozřejmě akumulátorem nemusí být jen povinná baterie u každého panelu, ale třeba i elektromobil nebo vodní přečerpávací elektrárna. Někdo by si dokonce mohl založit živnost na provozu akumulátorovny, levnou energii ve špičkách na kupovat, dráž při nedostatcích prodávat. Nemusel by na to sáhnout, třeba celý rok (občasná kontrola stavu baterií), vše by řídila chytrá síť, pro kterou by to byl jen další bod s nějakou akumulační kapacitou, ale bez zdroje. Ale zpět ke zdrojům. Díky chytré sítí a malé akumulační kapacitě by pak řízení konvenčních zdrojů nemuselo být tak skokové, tudíž by mohly být využity levné zdroje (jaderná, "uhelná" - nemám je rád, či v budoucnosti třeba termojaderná - projekt Iter, doporučuji sledovat :-D).

Celý koncept by vypadal nějak takto:

19857-energie-png

Ukažmě si to na příkladu:

Větrný park kdesi ve středním Německu, zvedl se velký vítr. V konvenční sítí by měli velký problém, kam dostat tu ohromnou špičku a jak rychle utlumit konvenční zdroje. Přebytek vyráběné energie velice zatěžuje rozvodnou soustavu, stávající akumulační zdroje (jen vodní přečerpávací elektrárny) jedou naplno. V případě přítomnosti akumulátoru a chytré sítě je však situace radikálně jiná. Opře se vítr do lopatek, následně chytrá síť dostává informaci, že existuje přebytek výroby u zdroje, který se nedá regulovat a akumulátory u zdroje se začínají plnit. Chytrá síť připraví řízený útlum konvenčního zdroje (se záměrným propadem, aby se akumulátory opět dostaly na 50% své kapacity) a dojde postupně k vyvážení sítě do nové situace. Pochopitelně, můžeme navrhnout, že někde jinde se dopolední slunce opře do solárního parku, opět hlavní roli hraje akumulační kapacita samotné elektrárny, která pokryje největší špičku a umožní síti reagovat na nově vzniklé situace. Můžeme dále šroubovat náš scénář a tím se postupně dostaneme k poslední kategorii a to jsou spotřebiče. Řekněme, že máme v soustavě zakomponováno mnoho obnovitelných (neřiditelných - kromě odpojení) zdrojů a je nedělní dopoledně. Je po deštích, vodní elektrárny jedou naplno, vylezlo krásné teplé červencové sluníčko a fouká mírný vítr. Máme v síti víc energie, než je aktuální spotřeba a konvenční elektrárny nejde více tlumit (kromě toho je odstavit, což je proces na dost dlouho), kam s energii? Dobrá, některé koncové body vědí, že mají ve své sítí ještě další akumulátor, elektromobil, mohou tedy například přepnout na rychlonabíjení přebytkovou (levnou) elektřinou, může sepnout ohřev teplé vody i nad teplotu nastavenou běžně termostatem, může se pustit ohřev bazénu, může se třeba spustit naplněná pračka či myčka, klimatizace sepnout dřív a preventivně vychladit o stupeň méně. Nelze považovat za výmluvu, že takové spotřebiče neexistují, pochopitelně, nemáme chytrou síť, proč by je někdo vyráběl. Ale to jsou pořád jen malé spotřeby v porovnání s ohromným výkonem elektráren. Nedávno jsem četl v článku týkajícího se německého energetického konceptu, že nějaký výrobce hliníku je ochoten se přizpůsobit obnovitelným zdrojům a nechat jet tavící pece v době přebytku elektrické energie. Jistě v průmyslu najdeme dost příkladů, které by se daly podobným způsobem upravit. I oni mohou těžit (přebytková elektřina je nejlevnější) z chytrých sítí. A že přestane foukat vítr, najednou zajde slunce? Pokud se dostáváme do situace, kdy se nám plní akumulátory obnovitelných zdrojů, bude přebytková elektřina ještě minimálně 15 minut, než se zdroje vybijí, to už je doba, se kterou lze počítat (a zpeněžit). Až kdyby ani tato opatření nestačila, došlo by po naplnění kapacity k odpojování obnovitelných zdrojů, což je pochopitelně nežádoucí, cílem je využívat je na 100%. Větší množství zdrojů také umožní snadnější údržbu, odstavení jedné velké elektrárny kvůli údržbě nemusí být téměř poznat. Taktéž je to samozřejmě s malými zdroji. Při konceptu tří obřích elektráren výpadek jedné z nich bude znatelně cítit. A udržovací elektrárny by v podstatě nemusely být tak obří, četl jsem o možnosti mikro jaderných reaktorů na jedno použití. Koupit jaderný zdroj s výkonem několika MW a po vyhoření (za 20 let) ho zase vyhodit (obrazně řečeno).

Spotřebiče tedy, jak už bylo řečeno, mohou být přizpůsobeny potřebám chytré sítě a v konečném důsledku na tom může spotřebitel i vydělat. Pochopitelně takové spotřebiče, u kterých to má smysl. Těžko budu s vařením oběda čekat, až mi začne svítit sluníčko, uprostřed seriálu se mi vypne televize, protože právě přestalo foukat nebo svařovací robot na lince v automobilce počká, až bude špička. Pokud do sítě zakomponujeme určitý prvek predikce, váš "elektroměr" bude znáš váš časový profil - kdy přijede elektromobil, kdy odjíždí, kdy se pere, kdy se vaří, může například využít akumulační kapacitu elektromobilu i k pokrytí vyšší spotřeby (baterie se bude vybíjet), když bude vědět, že obvykle to auto stává v noci garáži a nikam nejede. Taktéž na myčce či pračce může jít nastavit vyper, když bude špička, nejpozději však, aby bylo vypráno ve čtyři odpoledne, na bojleru udržuj teplotu 54°C, když bude špička, ohřej na 70°C atd.

Všechny tyto části dohromady tvoří smysluplný celek, který klade maximální důraz na efektivní využití obnovitelných zdrojů s konvenčními elektrárnami jako udržovacím prvkem. Díky chytré síti to nemusí vůbec být plynové elektrárny, které jsou dost rychlé na to, aby byly schopné pokrýt špičky způsobené obnovitelnými zdroji, ale na provoz velice drahé. Mohou to být klasické konvenční elektrárny jako například jaderné. Nedávno jsem četl informaci o laboratorních prototypech solárních panelů s účinností 30% (oproti 15% v současné době). Dovedete si to představit? 300W z jednoho metru čtverečního solárního panelu? Na pokrytí spotřeby domku by mohlo stačit 20 takových panelů. A to už se na střechu vejde. Vývoj v oblasti akumulátorů také zrychlil, zejména s požadavkem elekromobility. V celkem dohledné době se tak můžeme dočkat energeticky úplně soběstačných domů. Ale i ty by bez chytré sítě byly jen poloviční výhodou. V našich zeměpisných šířkách by prostě v létě byl ohromný přebytek energie (netopí se, svítí víc sluníčko), který by se nevyplatil skladovat do zimy a v zimě je energie zase více třeba. Ve spojení s chytrou sítí by byl tento náš dům energeticky většinu času soběstačný, přebytky by mohl předávat do sítě dalším spotřebitelům a v případě nedostatku by zase energii bral. Majitel domu by tak zaplatil, nebo naopak třeba dostal zaplacený jen rozdíl, jestli více energie spotřeboval, nebo vyrobil.

Ostatně, energeticky téměř nezávislý dům lze mít už i dnes. Hledal jsem zařízení, do kterého by se připojil solární panel, akumulátor, přívod z vnější sítě a pochopitelně vnitřní zátěže. Vycházel jsem z předpokladu, že když bych koncept takového zařízení vymyslel já, musel to udělat už někdo chytřejší přede mnou. A nemýlil jsem se, zařízení skutečně existuje a jmenuje se PowerRouter

http://www.advancedeco.co.nz/Content/Images/conten  t/solarpowerrouter1.png

Nedap-Powerrouter-self-use.png

Doufám jen, že tvůrci naší energetické koncepce zohlední také nové technologie a možnosti, které nabízejí a postupně upustí od slepé podpory obřích zdrojů (ČEZu). S chytrou sítí a obnovitelnými zdroji totiž vyděláme všichni - spotřebitelé na energetické soběstačnosti a nízkých účtech za elektřinu, majitelé rozvodné soustavy nižším namáháním a my všichni lepším životním prostředím. Cílem je lokálně vyrobenou elektřinu spotřebovat lokálně. Jediný, kdo na tom pochopitelně nevydělá jsou velké kolosy jako ČEZ, které by z role zlatých dolů, proti kterým se člověk nemohl bránit a je na nich prostě závislý, přešly do role udržovacích zdrojů (v zimních měsících více, v letních méně). České specifikum - správce rozvodné (a tedy i chytré) sítě nesmí být zároveň velkovýrobcem elektřiny.

Odpovědět


PředmětAutorDatum
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 01:29
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 05:31
Re: Energetická chytrá sít touchwood18.09.2014 06:57
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 07:31
Re: Energetická chytrá sít touchwood18.09.2014 08:13
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 08:28
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 08:58
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 17:48
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 17:52
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 18:03
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 18:39
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 18:50
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 21:28
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 12:15
Re: Energetická chytrá sít touchwood19.09.2014 10:16
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 13:32
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 13:46
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp18.09.2014 23:46
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing19.09.2014 07:08
Re: Energetická chytrá sít touchwood19.09.2014 10:24
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing24.09.2014 08:20
Re: Energetická chytrá sít ms20.09.2014 11:30
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp20.09.2014 14:05
Re: Energetická chytrá sít ms20.09.2014 14:50
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp20.09.2014 19:05
Re: Energetická chytrá sít ms20.09.2014 19:33
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing22.09.2014 08:51
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp22.09.2014 13:49
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing22.09.2014 08:36
Re: Energetická chytrá sít java25018.09.2014 10:38
Re: Energetická chytrá sít ms18.09.2014 22:29
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 22:37
Re: Energetická chytrá sít ms18.09.2014 22:43
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing18.09.2014 23:07
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing19.09.2014 07:14
Re: Energetická chytrá sít java25019.09.2014 15:29
Re: Energetická chytrá sít Zarniwúp19.09.2014 18:47
Re: Energetická chytrá sít java25019.09.2014 20:41
Re: Energetická chytrá sít Redmarx20.09.2014 00:12
Re: Energetická chytrá sít java25021.09.2014 09:56
Re: Energetická chytrá sít ms21.09.2014 11:04
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing22.09.2014 08:54
Re: Energetická chytrá sít kubik03.10.2014 19:43
Re: Energetická chytrá sít Niko Bellic20.09.2014 08:22
Re: Energetická chytrá sít Pavel20.09.2014 20:10
Re: Energetická chytrá sít fleg21.09.2014 10:01
Re: Energetická chytrá sít JR_Ewing22.09.2014 08:58
Re: Energetická chytrá sít fleg-sk27.09.2014 10:40
Re: Energetická chytrá sít poslednínuda23.10.2014 03:05

TOPlist