Smart Grid, Smart Grid, Smart Grid

Nutikas võrk on intelligentne elektrivõrk, milles on ühendus kõigi energiaturul osalejate vahel, mis on suunatud energiateenuste pakkumisele, kulude vähendamisele ja efektiivsuse tõstmisele, samuti hajutatud energiaallikate, sh taastuvate energiaallikate integreerimisele.

Need on elektri- ja sidevõrgud, mis võimaldavad reaalajas reguleerida elektri tootmist ja tarbimist nii lokaalselt kui ka globaalselt. Nende põhimõte on interaktiivne kahepoolne suhtlus tootmisallikate ja seadmete või tarbijate vahel energia tootmise ja tarbimise hetkevõimalustest.

Teine määratlus: nutikad võrgud on toitesüsteemid, mis kasutavad info- ja juhtimistehnoloogiaid, hajutatud andmetöötlust ning nendega seotud andureid ja juhtseadiseid, et integreerida tarbijate ja teiste sidusrühmade käitumist ja tegevusi ning tagada tõhusalt jätkusuutlik, ökonoomne ja usaldusväärne toiteallikas... .

Taastuvate energiaallikate osakaalu suurenemisega elektrivõrgus kasvab ka nõudlus, eriti madalpingevõrkude järele. Madalpingevõrgud ei täida enam ainult jaotusvõrkudest elektrienergia vastuvõtmise ja jaotamise ülesannet, vaid täidavad üha enam ka detsentraliseeritud toodetud elektri jaotusvõrkudesse tagasi söötmise ülesannet.

Taastuvate energiaallikate pealetung energiamaastikule on oluliselt muutnud energiavoogu võrgus: nüüd tarbijad mitte ainult ei tarbi, vaid ka toodavad sama võrgu kaudu elektrit. Seetõttu on energiavoog nüüd kahesuunaline.

Nutivõrk saadab tarnijatelt elektrit tarbijateni, kasutades tarbijanõudluse juhtimiseks kahesuunalist digitehnoloogiat. See aitab säästa energiat, vähendada kulusid, parandada kasutatavust ja läbipaistvust.

Privaatsus- ja turvaeksperdid hoiatavad aga selle tehnoloogia jälgimispotentsiaali ja haavatavuse eest, mida võivad ära kasutada ka vargad. Lisaks võib klientide sünkroonimine hinnaga võrgu destabiliseerida.

Fotogalvaanilise päikeseenergia kasutamine ökoloogiliselt puhtas Solarsiedlungi piirkonnas Vaubanis (Freiburg, Saksamaa).

Nutivõrkude omadused:

• Täielik automatiseerimine. See sisaldab digitaalset jälgimis- ja juhtimissüsteemi, sisseehitatud andureid, mis jälgivad võrgu käitumist, ja automaatset tõrkevahetust. Tagab reaalajas teabe kättesaadavuse võrgu koormuse, toitekvaliteedi, katkestuste jms kohta.
• Täielik klientide integreerimine. Selle olemus on pakkuda tarbijatele digitaalseid arvestiid kahesuunalise teabevooga reaalajas, mis võimaldab luua hinnatariife vastavalt võrgu hetkeolukorrale (nn nutikad elektriarvestid). See võimaldab klientidel tõhusalt juhtida tarbimist, näiteks vee soojendamist, pesemist või akude laadimist.
• Kohanemine erinevatele elektritootmisviisidele. Nutivõrkude arendamine algab peamiselt ajal, mil jaotussüsteemi hakkavad liituma väiksemad elektriallikad, mille käitumist on raske ennustada, näiteks päikese- ja tuuleelektrijaamad, gaasimikroturbiinid ja muud detsentraliseeritud elektritootmise tehnoloogiad, mis võimaldavad kasutajatele jõuda. toota elektrit oma ressurssidest ja müüa ülejääk võrku. Päikesevalguse või tuule võimsust on väga raske ennustada, kus iganes need detsentraliseeritud allikad asuvad. Kuna nutikad võrgud saadavad regulaarselt infot elektritarbimise kohta, on võimalik võimsust reguleerida näiteks tavakütuseid kasutavates elektrijaamades.

Tavalised elektrivõrgud kasutavad tavaliselt juba teatud määral info- ja juhtimistehnoloogiat. Nutivõrgus arendatakse neid tehnoloogiaid edasi.

Peamine muudatus lõppkasutaja tasandil on nutikate arvestite paigaldamine. Nende põhiülesanneteks on andmete kauglugemine ja ajas muutuvate hindade arveldamise võimalus.

Nutikas elektriarvesti

Nutikad arvestid on elektriarvestid, mis registreerivad elektritarbimist 1-tunnise või väiksema intervalliga ning edastavad selle teabe vähemalt kord päevas energiaettevõttele seire ja kontrolli eesmärgil.

Nutikad arvestid pakuvad kahepoolset sidet arvesti ja kesksüsteemi vahel.

Andmeedastus võrgu üksikute komponentide vahel toimub telefonimodemi, GSM, ADSL ühenduste või muude meetoditega. See võimaldab välja töötada diferentseeritumaid tariife ja seega soodsamaid hinnasoodustusi kodutarbijatele (intelligentne turg).

Erinevalt kodustest energiaseiresüsteemidest suudavad nutikad arvestid koguda andmeid kauglugemiseks.

Kasutaja saab mugavust ohverdamata majanduslikke eeliseid realiseerida ainult siis, kui on olemas ka automaatselt töötavad seadmed, eelistatavalt madalate tariifide ajal. Need on protsessid, mis ei ole ajaliselt kriitilised, näiteks elektrisõidukite laadimine, soojuspumpade käivitamine, külmutamine, kuumutamine (elektriboileritel) või nõude pesemine.

Näiteks elektritarbijale tagab see tehnoloogia elektrisõiduki laadimise täpselt siis, kui on hea juurdepääs odavale taastuvenergiale. Nii saab tuuleenergiat paremini kasutada tugeva tuule puhumise ajal.

Teine näide on juhtimissüsteemid, mis aitavad tööstustel automaatselt sulgeda madala prioriteediga tootmisprotsessid, kui elektrihinnad on ajutiselt kõrged.

Öiste akumulaatorite ja fikseeritud öötariifidega rakendati seda juba aastakümneid tagasi, kuid kaasaegsed süsteemid saavad töötada paindlikumalt ja nutikamalt, mis on eriti oluline taastuvate energiaallikate kaasamisel.

IT turvalisus

Nutivõrkude üks peamisi probleeme on küberrünnakud. Nutivõrkude idee, kontseptsioon ja topoloogia põhinevad IT-lahendustel, mis kannavad teatud ohtu. Nutivõrgud sõltuvad oma töös ja tõhusas juhtimises paljudest arvutitest, arvutivõrkudest, tarkvarast ja sidetehnoloogiatest.

Selle küberkurjategija IT-infrastruktuuri volitamata sekkumine võib konkreetsete adressaatide võimsuse puudumise tõttu kaasa tuua tohutuid kahjusid, nii otseselt kui ka kaudselt.

Võrgu keerukus tähendab, et lünki tuleb veel tuvastada. Seetõttu on raske hinnata võimaliku rünnakuga kaasnevat riski elektrisüsteemi suuruse, keerukuse ja dünaamilise iseloomu tõttu ning potentsiaalsete ründajate ettearvamatuse tõttu.