Смарт грид (smart grid) – „умните“, интелигентни електрически мрежи, които в бъдеще ще захранват домовете ни с електроенергия, набират все повече популярност и се превръщат в обект на особено внимание. Те ще имат много важна роля в ежедневието ни, но преди това да стане факт, ютилитис компаниите трябва внимателно да изучат технологиите и мрежите за данни, за да вземат правилните решения.
Засега „смарт грид“ е по-скоро абстрактно понятие от сферата на медийния шум и нюансите на неясното бъдеще. Хората, ако въобще са срещали въпросното понятие, го свързват с бляскави речи на амбициозни политици, ПР акции за лъскав корпоративен имидж и в най-добрия случай с образа на разрошени от ентусиазъм учени с антистатични костюми в изолирани високотехнологични лаборатории. Мнозина разбират, че това е нещо, което има вземане-даване с електропреносната система. Но като цяло всеобщата представа за „смарт грид“ е твърде мъглява.
Интелигентните електрически мрежи ще пренасят електроенергия двупосочно, т.е. са способни не само да захранват домовете и офисите с ток, но и да поемат генерираната от тези домове и офиси електроенергия. На практика при „умните“ електро-мрежи всеки дом, офис, къща, сграда, двор и поляна ще е едновременно и консуматор, и производител на ток. Малки вятърни турбини в дворовете на къщите, соларни фотоволтаични панели по покривите на бизнес-сградите – такива технологии ще спомагат жилищата и работните ни пространства да бъдат хем потребители, хем доставчици на електроенергия.
Освен двупосочния пренос, интелигентните електрически мрежи ще се отличават и с интелигентно разпределение на консумацията и натоварването. Уреди, които са включени, но не се използват активно, ще се изключват автоматично. В часовите зони, когато електро-потреблението е слабо (например нощем) умните мрежи ще включват определени уреди – например пералните машини в домовете или заводско оборудване, което е проектирано да работи в произволни интервали от време. Обратното важи също – умната електро-мрежа ще се грижи в часовете с най-натоварено потребление да изключва всички уреди, чието функциониране може да почака за по-слабо натоварената часова зона.
Подобна модернизирана система за разпределение и пренос на електричеството се рекламира от много правителства като начин за разрешаване на проблемите с енергоконсумацията и постигане на енергийна независимост, както и справяне със замърсяването на околната среда и промените в климата.
От гледна точка на крайния клиент използването на такава умна електропреносна система ще значи съществено спестяване на електроенергия. Това на свой ред ще води до намаляване на разходите на домакинствата. Би трябвало да доведе и до повишаване на надеждността – благодарение на по-балансираното натоварване, намаляването на случаите на претоварване и съответните сривове на мрежите – явление, което уви доста често ни спохожда в днешно време и то далеч не само в България.
От последното полза трябва да има и цялата икономика – на всяка държава поотделно и в глобален мащаб. Бизнесът по света е сериозно затормозен от многобройните случаи на „угасване на светлините“, до такава степен, че около този проблем се е развила една цяла индустрия (батерии, UPS устройства, алтернативни генератори и др).
Всички тези „смарт“ функции ще изискват наличието на добре усъвършенствана цифрова технология за мониторинг и управление. Това трябва да е дигитална технология надеждна, стабилна, проверена, много интелигентна и без право на грешки.
Два основни ИТ компонента ще трябва да бъдат развити до най-висока степен – софтуерът за управление и мрежите за преноса на данните.
Софтуерът – „мозъкът“, който ще управлява всички системи и електроуреди, ще е изключително сложен и прецизен. Неговото създаване ще е същинско предизвикателство за софтуерната индустрия.
Мрежите за пренос на данни са другият изключително важен компонент в системата за управление на смарт грида. Тук голяма роля ще имат безжичните технологии за комуникация. При всички положения те ще играят основа роля за контрола на умните електро-мрежи и това ще е друго предизвикателство към индустрията на високите технологии.
Предизвикателство към мрежите ще е това, че алтернативните източници на енергия – парковете със соларни панели и вятърни турбини – обичайно са географски разпръснати и изискват мрежи с голямо покритие. Големият им брой и разнородност поставя изискване към софтуера са борави безотказно с огромни обеми данни. И в двата случая не са допустими закъснения . Когато към това се добави наличието на огромен брой датчици и сензори за целите на електронното управление, се вижда, че силната интеграция и автоматизация са задължителни.
Като се има предвид, че чрез въпросните мрежи за данни трафикът ще бъде предимно машина-към-машина, то надали ще се изисква огромен преносен капацитет. Все пак много ще се разчита на постоянната обратна връзка и забавянията биха били огромен проблем. Най-вероятно повечето доставчици ще разчитат на собствени, частни мрежи, защото не биха искали да зависят от публичния интернет трафика, сочат анализаторите.
Безжичните комуникации ще имат ключова роля, защото се внедряват бързо и спестяват значително разходи при свързването на хиляди, географски разпръснати електронни устройства. Интелигентните електро-мрежи обаче няма да минат без медните трасета за данни.
И разработчиците на софтуер, и създателите на комуникационни системи са длъжни да успеят, защото интелигентното управление на електроенергията е от огромно значение в днешно време.
Поне три глобални тенденции ще оказват натиск в тази посока. Източниците на електроенергия, които разчитат на преработката на въглища, са сериозен замърсител на въздуха и основен виновник за парниковия ефект на планетата. От друга страна сегашните системи за електропренос са не особено ефективни, голяма част от електроенергията се губи при преноса, а доставчиците калкулират загубите си в крайно-клиентските цени и натоварват бюджетите.
Не на последно място, моторните превозни средства, които разчитат на изкопаеми горива, все повече ще мигрират към захранване чрез ток. Все повече хора ще включват автомобилите си към точките за презареждане на батерии, което закономерно ще доведе до увеличаване на натоварването на електропреносните мрежи.
Накратко, „умните“ електро-преносни мрежи ще трябва да бъдат доволно умни. Самите ютилитис компании пък трябва да бъдат не по-малко умни при вземането на решенията какви технологии ще изберат за своите бъдещи „умни“ електро-мрежи.