Pametna mreža, pametna mreža, pametna mreža

Pametna mreža je inteligentna elektroenergetska mreža u kojoj postoji povezanost svih sudionika na energetskom tržištu, s ciljem pružanja energetskih usluga, smanjenja troškova i povećanja učinkovitosti, kao i integracije distribuiranih izvora energije, uključujući obnovljive izvore energije.

Riječ je o električnim i komunikacijskim mrežama koje omogućuju regulaciju proizvodnje i potrošnje električne energije u stvarnom vremenu, kako lokalno tako i globalno. Njihov princip je interaktivna dvosmjerna komunikacija između proizvodnih izvora i uređaja odnosno potrošača o trenutnim mogućnostima proizvodnje i potrošnje energije.

Druga definicija: Pametne mreže su elektroenergetski sustavi koji koriste informacijske i upravljačke tehnologije, distribuiranu obradu podataka i povezane senzore i kontrole za integraciju ponašanja i radnji potrošača i drugih dionika te za učinkovito pružanje održive, ekonomične i pouzdane opskrbe električnom energijom... .

S povećanjem udjela obnovljivih izvora energije u elektroenergetskoj mreži raste i potražnja, posebice za niskonaponskim mrežama. Niskonaponske mreže više ne obavljaju samo zadatak primanja i distribucije električne energije iz distribucijskih mreža, već sve više obavljaju zadatak vraćanja decentralizirane proizvedene električne energije natrag u distribucijske mreže.

Invazija obnovljivih izvora energije u energetski krajolik značajno je promijenila tok energije u mreži: sada potrošači ne samo da troše, već i proizvode električnu energiju kroz istu mrežu. Stoga je protok energije sada dvosmjeran.

Pametna mreža šalje električnu energiju od dobavljača do potrošača pomoću dvosmjerne digitalne tehnologije za upravljanje potražnjom potrošača. To pomaže u uštedi energije, smanjenju troškova, poboljšanju upotrebljivosti i transparentnosti.

Međutim, stručnjaci za privatnost i sigurnost upozoravaju na potencijal nadzora i ranjivost ove tehnologije koju bi mogli iskoristiti i lopovi. Osim toga, sinkronizacija kupaca s cijenom može destabilizirati mrežu.

Korištenje fotonaponske solarne energije u ekološki čistom području Solarsiedlung, u Vaubanu (Freiburg, Njemačka).

Karakteristike pametnih mreža:

• Potpuna automatizacija. Uključuje digitalni sustav nadzora i upravljanja, ugrađene senzore koji nadziru ponašanje mreže i automatski failover. Osigurava dostupnost informacija u stvarnom vremenu o opterećenju mreže, kvaliteti struje, prekidima itd.
• Potpuna integracija korisnika. Suština mu je omogućiti potrošačima digitalna brojila s dvosmjernim protokom informacija u stvarnom vremenu, čime je moguće kreirati cjenovne tarife u skladu s trenutnim stanjem u mreži (tzv. „Pametna brojila“). To korisnicima omogućuje učinkovito upravljanje potrošnjom, poput grijanja vode, pranja ili punjenja baterija.
• Prilagodba različitim načinima proizvodnje električne energije. Razvoj pametnih mreža uglavnom počinje u trenutku kada se na distribucijski sustav počnu spajati manji izvori električne energije čije je ponašanje teško predvidjeti, primjerice solarne i vjetroelektrane, plinske mikroturbine i druge tehnologije decentralizirane proizvodnje električne energije koje korisnicima proizvoditi električnu energiju iz vlastitih izvora i prodavati višak u mrežu. Snagu sunčeve svjetlosti ili vjetra vrlo je teško predvidjeti gdje god se ti decentralizirani izvori nalaze. Budući da pametne mreže redovito šalju podatke o potrošnji električne energije, moguće je regulirati snagu, primjerice u elektranama na konvencionalna goriva.

Konvencionalne električne mreže obično već koriste informacijsku i upravljačku tehnologiju u određenoj mjeri. U pametnoj mreži te se tehnologije dalje razvijaju.

Glavna promjena na razini krajnjeg korisnika je ugradnja pametnih brojila. Njihovi glavni zadaci su daljinsko očitavanje podataka i mogućnost naplate cijena koje se mijenjaju tijekom vremena.

Pametno brojilo električne energije

Pametna brojila su mjerači električne energije koji bilježe potrošnju električne energije u intervalima od 1 sata ili manje i prenose te informacije najmanje jednom dnevno energetskoj tvrtki u svrhu praćenja i kontrole.

Pametna brojila omogućuju dvosmjernu komunikaciju između brojila i centralnog sustava.

Prijenos podataka između pojedinih komponenti mreže vrši se telefonskim modemom, GSM, ADSL vezom ili drugim metodama. To omogućuje razvoj više diferenciranih tarifa i time povoljnijih cjenovnih poticaja za domaće potrošače (inteligentno tržište).

Za razliku od kućnih sustava za nadzor energije, pametna brojila mogu prikupljati podatke za daljinsko očitavanje.

Korisnik može ostvariti ekonomske prednosti bez žrtvovanja pogodnosti samo ako ima i uređaje koji rade automatski, po mogućnosti tijekom niskih tarifa. To su procesi koji nisu vremenski kritični, poput punjenja električnih vozila, rada dizalica topline, zamrzavanja, grijanja (električni bojleri) ili pranja posuđa.

Na primjer, za korisnika električne energije, ova tehnologija osigurava da se električno vozilo puni točno kada postoji dobar pristup jeftinoj obnovljivoj energiji. Na taj način se energija vjetra može bolje iskoristiti u satima kada pušu jaki vjetrovi.

Drugi primjer su kontrolni sustavi koji automatski pomažu industrijama da zatvore proizvodne procese niskog prioriteta kada su cijene električne energije privremeno visoke.

S noćnim akumulacijskim grijačima i fiksnim noćnim tarifama to je već primijenjeno prije nekoliko desetljeća, ali moderni sustavi mogu raditi fleksibilnije i inteligentnije, što je posebno važno za uključivanje obnovljivih izvora energije.

IT sigurnost

Jedan od glavnih problema pametnih mreža su cyber napadi. Ideja, koncept i topologija pametnih mreža temelji se na IT rješenjima koja nose određenu prijetnju. Pametne mreže ovise o mnogim računalima, računalnim mrežama, softveru i komunikacijskim tehnologijama za svoj rad i učinkovitu kontrolu.

Neovlašteno uplitanje u IT infrastrukturu ovog kibernetičkog kriminalca može rezultirati velikim gubicima, izravnim i neizravnim, zbog nedostatka snage za određene primatelje.

Složenost mreže znači da postoje praznine koje tek treba identificirati. Stoga je teško procijeniti rizik povezan s potencijalnim napadom zbog veličine, složenosti i dinamičke prirode elektroenergetskog sustava, kao i nepredvidivosti potencijalnih napadača.