Co jsou to inteligentní sítě? Inteligentní síť je pokročilá elektrická síť, která využívá digitální komunikační technologie k optimalizaci výroby, distribuce a spotřeby elektřiny.

Panoramatický snímek panoramatu se symboly sítí

Zkrácená verze

Inteligentní síť jako inteligentní elektrická síť zajišťuje pomocí digitálních komunikačních technologií optimalizaci výroby, distribuce a spotřeby elektřiny. Inteligentní síť umožňuje obousměrnou výměnu mezi výrobci a spotřebiteli. To je nezbytné pro integraci obnovitelných zdrojů energie a stabilní a udržitelné dodávky.

Střecha s fotovoltaickými panely na pozadí modré oblohy

Proč potřebujeme inteligentní sítě?

Tradiční elektrická síť byla založena na centralizované výrobě a snadno předvídatelných tocích elektřiny. Energetický přechod vede k větší decentralizaci a nestálosti výroby energie. Stále více domácností a firem dodává do sítě elektřinu vyrobenou vlastními silami pomocí fotovoltaických systémů.

I ve velkém měřítku poskytují fotovoltaické systémy a farma větrných elektráren v některých případech vysokou výrobní kapacitu, i když velmi nestálou. Slunce nesvítí nepřetržitě a vítr je stejně tak nepředvídatelný po několik dní. Konvenční elektrická síť není navržena tak, aby optimálně zvládala tyto dynamické změny a vysoký podíl kolísajícího dodávaného výkonu. Inteligentní řízení elektrických sítí je proto nezbytné: umožňuje pružně reagovat na nestálé toky energie, zajišťuje stabilitu sítě a umožňuje efektivní skladování přebytečné energie.

Jak funguje inteligentní síť?

Inteligentní síť funguje na základě propojení a výměny informací mezi všemi složkami energetického systému. Základním principem je schopnost shromažďovat a analyzovat data v reálném čase a na jejich základě činit rozhodnutí. To umožňuje vhodné využití stávající flexibility výroby a spotřeby i skladování jako přímého nástroje flexibility.

Senzory v celé elektrické síti monitorují stav vedení, proudové toky a napětí. Pro vytváření předpovědí a zasílání řídicích příkazů decentralizovaným jednotkám se tato data přenášejí do centrálních řídicích systémů.

Úloha profesionálního spotřebitele

Flexibilní spotřebitelé, často prosumers (výrobci a spotřebitelé) s vlastní výrobou, hrají klíčovou roli v efektivním využívání infrastruktury sítě tím, že přizpůsobují své chování ve prospěch sítě. Inteligentní elektroměry, známé také jako inteligentní elektroměry, jsou důležitým prvkem. Chytré elektroměry mohou měřit spotřebu elektřiny a dodávku a digitálně předávat tato data provozovateli měřicího místa. Ten může data předávat také provozovateli sítě. Na druhou stranu dynamické tarify elektřiny od dodavatele energie mohou být zákazníkovi předávány prostřednictvím provozovatele měřicího místa.

Cena elektřiny se může lišit v závislosti na aktuální dostupnosti a poptávce, přičemž je třeba uzavřít odpovídající smlouvu o dodávce elektřiny. Spotřebitelé pak mohou aktivně řídit svou spotřebu. Z. Například používejte energeticky náročné spotřebiče, kdykoli je to možné, když je v síti hodně elektřiny z obnovitelných zdrojů a ceny jsou nízké. Baterie výrazně zvyšují flexibilitu na straně využití.

Inteligentní řízení a komunikace sítě

Inteligentní řízení sítě je mozkem inteligentní sítě. Zahrnuje technologie pro monitorování, analýzu a optimalizaci provozu sítě:

Senzory a akční členy zaznamenávají údaje, jako je průtok proudu a napětí.
K přenosu objemů dat v reálném čase je zapotřebí robustní a bezpečná komunikační infrastruktura.
Algoritmy pro analýzu historických a současných toků energie předpovídají očekávanou výrobu a spotřebu, případně s podporou umělé inteligence. V zásadě mohou podpořit identifikaci anomálií a optimalizaci řízení sítě.
Agregátoři využívají digitální platformy ve smyslu virtuální elektrárny a propojují decentralizované generátory, úložiště a spotřebitele do řízené sítě.

Decentralizovaná výroba a skladování

Klíčovým prvkem inteligentní sítě je integrace decentralizovaných generátorů a skladovacích systémů:

Fotovoltaické systémy obvykle dodávají elektřinu přímo do sítě. V inteligentní síti je dodávka energie monitorována a regulována.
Větrná elektrárna je také inteligentně řízena tak, aby efektivně využívala stávající síť a chránila ji v případě úzkých míst.
Velké akumulátory na úrovni sítě a menší akumulátor pro obytné prostory pro spotřebitele mohou ukládat přebytečnou energii a uvolňovat ji v případě potřeby.
V budoucnu by elektromobily mohly sloužit jako mobilní skladovací jednotky (dodávka z vozidla do sítě, vehicle-to-grid) a také absorbovat elektřinu a dodávat ji do sítě podle potřeby.

Aktivní řízení zatížení

Inteligentní síť umožňuje aktivní řízení zatížení (demand-side management), kdy je spotřeba elektřiny aktivně řízena:

Flexibilní spotřebiče, jako jsou tepelná čerpadla nebo nabíjecí stanice, se přizpůsobují cenám elektřiny a zatížení sítě.
Dynamické tarify motivují ke změně spotřeby v době vysoké dostupnosti.
Mnoho domácností s fotovoltaickými systémy optimalizuje svou vlastní spotřebu, zejména ty, které mají akumulační systémy a regulovatelné spotřebiče. To může síti ulevit.

Výhody inteligentních sítí: více než jen efektivita

Zavedení inteligentních sítí s sebou přináší řadu výhod. Jdou mnohem dál než jen ke zvyšování účinnosti a mají zásadní význam pro úspěch energetického přechodu a pro hlavní cíl dekarbonizace.

Větrná elektrárna na zeleném poli proti modré obloze

Větší integrace obnovitelných zdrojů energie
Zvláště důležitou výhodou inteligentních sítí je jejich schopnost bezpečně a stabilně integrovat do elektrické sítě vysoký podíl obnovitelných zdrojů energie. Protože větrná energie a solární energie přirozeně kolísá, je zapotřebí flexibilní a inteligentní síť, která dokáže tyto výkyvy kompenzovat. Inteligentní sítě umožňují řídit decentralizované dodávky elektřiny z obnovitelných zdrojů energie koordinací výroby a spotřeby v reálném čase. Tím se sníží potřeba udržovat konvenční elektrárnu v záloze a urychlí se postupné vyřazování fosilních paliv.

Optimalizace spotřeby energie a nákladů
Inteligentní sítě umožňují efektivnější využívání elektřiny a mohou vést k dlouhodobým úsporám nákladů. Vhodné měřicí systémy a dynamické tarify elektřiny dávají spotřebitelům možnost aktivně řídit svou spotřebu energie a přizpůsobit ji období nižších cen. To podporuje uvědomělejší využívání energie a může přispět ke snížení účtů za elektřinu.

Podpora decentralizace a účasti
Inteligentní sítě podporují trend decentralizace výroby elektřiny. Umožňují domácnostem a firmám nejen spotřebovávat elektřinu, ale také ji samy vyrábět a dodávat do sítě. Stávají se z nich "prosumenti". Tím se posiluje vytváření místních hodnot a podporuje rozvoj místních energetických komunit. Tato účast je důležitým krokem na cestě k udržitelnému energetickému systému zaměřenému na občany.

Výzvy a výhled

Navzdory obrovským přínosům je před námi ještě řada výzev, které souvisejí s úplnou implementací inteligentních sítí.

Technické a infrastrukturní výzvy
Přechod na nový systém vyžaduje značné investice do modernizace stávající infrastruktury. To zahrnuje výměnu milionů běžných elektroměrů za inteligentní, rozšíření komunikačních sítí a zavedení složitého softwaru a řídicích systémů. Kromě toho je obzvláště důležitá kybernetická bezpečnost, protože digitalizovaná a propojená elektrická síť by mohla být zranitelnější vůči kybernetickým útokům, které ohrožují integritu sítě. Ochrana citlivých údajů je zde zásadní.

Regulační a sociální aspekty
Kromě technických překážek je třeba zvážit také regulační a sociální aspekty. Je třeba upravit právní předpisy tak, aby vytvořily rámcové podmínky pro provoz a účtování v inteligentní síti. To platí například v souvislosti se zákonem o podporovaných zdrojích energie. Klíčové je také přijetí ze strany spotřebitelů. Obavy ohledně ochrany údajů, nákladů a složitosti je třeba rozptýlit transparentní komunikací a jasnými přínosy. Aby si lidé vybudovali důvěru, musí být informováni o tom, jak inteligentní sítě fungují a jaké výhody nabízejí.

Inteligentní síť je budoucnost

Navzdory těmto výzvám je jedna věc jasná: inteligentní sítě jsou budoucností našich dodávek energie. Je to nezbytný základ pro úspěšný energetický přechod a dekarbonizaci naší společnosti. Probíhající výzkum a vývoj v oblastech, jako je umělá inteligence, technologie skladování energie a elektromobilita, dále zlepší výkonnost inteligentních sítí.

Shrnutí

Inteligentní síť je víc než jen technologie. Inteligentní síť je klíčem k energetickému přechodu a udržitelným dodávkám. Efektivně a flexibilně integruje obnovitelné zdroje energie. Díky propojení do sítě a inteligentnímu řízení jsou dodávky a poptávky účastníků sítě koordinovány v reálném čase. To zvyšuje stabilitu sítě a umožňuje aktivní účast spotřebitelů. Navzdory výzvám, pokud jde o infrastrukturu, bezpečnost a přijetí, jsou inteligentní sítě nezbytné pro budoucnost šetrnou ke klimatu a založenou na obnovitelných zdrojích energie.