Smart Grid, Smart Grid, Smart Grid

Älyverkko on älykäs sähköverkko, jossa kaikkien energiamarkkinoiden toimijoiden välillä on yhteys, jonka tarkoituksena on tarjota energiapalveluita, alentaa kustannuksia ja lisätä tehokkuutta sekä integroida hajautettuja energialähteitä, mukaan lukien uusiutuvat energialähteet.

Nämä ovat sähkö- ja viestintäverkkoja, jotka mahdollistavat sähkön tuotannon ja kulutuksen reaaliaikaisen säätelyn sekä paikallisesti että globaalisti. Niiden periaate on interaktiivinen kaksisuuntainen viestintä tuotantolähteiden ja laitteiden tai kuluttajien välillä energian tuotannon ja kulutuksen ajankohtaisista mahdollisuuksista.

Toinen määritelmä: Älykkäät verkot ovat sähköjärjestelmiä, jotka käyttävät tieto- ja ohjausteknologioita, hajautettua tietojenkäsittelyä ja niihin liittyviä antureita ja ohjaimia integroidakseen kuluttajien ja muiden sidosryhmien käyttäytymisen ja toiminnan sekä tarjotakseen tehokkaasti kestävän, taloudellisen ja luotettavan virransyötön... .

Uusiutuvien energialähteiden osuuden kasvaessa sähköverkossa kasvaa myös kysyntä erityisesti pienjänniteverkoissa. Pienjänniteverkot eivät enää vain vastaanota ja jakaa sähköä jakeluverkoista, vaan yhä useammin syöttävät hajautettua tuotettua sähköä takaisin jakeluverkkoihin.

Uusiutuvien energialähteiden tunkeutuminen energiamaisemaan on muuttanut merkittävästi energian kulkua verkossa: nyt kuluttajat eivät vain kuluta, vaan myös tuottavat sähköä saman verkon kautta. Siksi energiavirta on nyt kaksisuuntaista.

Älyverkko lähettää sähköä toimittajilta kuluttajille kaksisuuntaisen digitaalitekniikan avulla kuluttajakysynnän hallintaan. Tämä auttaa säästämään energiaa, alentamaan kustannuksia, parantamaan käytettävyyttä ja läpinäkyvyyttä.

Tietosuoja- ja turvallisuusasiantuntijat kuitenkin varoittavat tämän tekniikan valvontamahdollisuuksista ja haavoittuvuudesta, jota myös varkaat voivat hyödyntää. Lisäksi asiakkaiden synkronointi hinnan kanssa voi horjuttaa verkkoa.

Aurinkosähköisen aurinkoenergian käyttö ekologisesti puhtaalla Solarsiedlungin alueella Vaubanissa (Freiburg, Saksa).

Älykkäiden verkkojen ominaisuudet:

• Täysi automaatio. Se sisältää digitaalisen valvonta- ja ohjausjärjestelmän, sisäänrakennetut sensorit, jotka valvovat verkon toimintaa, ja automaattisen vikasietoisuuden. Varmistaa reaaliaikaisen tiedon saatavuuden verkon kuormituksesta, virranlaadusta, katkoksista jne.
• Täysi asiakasintegraatio. Sen ydin on tarjota kuluttajille digitaalisille mittareille kaksisuuntainen tiedonkulku reaaliajassa, mikä mahdollistaa hintatariffien muodostamisen verkon nykytilanteen mukaisesti (ns. "Älykkäät sähkömittarit"). Näin asiakkaat voivat tehokkaasti hallita kulutusta, kuten veden lämmitystä, pesua tai akkujen lataamista.
• Sopeutuminen erilaisiin sähköntuotantotapoihin. Älykkäiden verkkojen kehittäminen alkaa pääosin silloin, kun jakeluverkkoon alkavat liittyä pienemmät sähkönlähteet, joiden käyttäytymistä on vaikea ennustaa, esimerkiksi aurinko- ja tuulivoimalat, kaasumikroturbiinit ja muut hajautetut sähköntuotantotekniikat, jotka mahdollistavat käyttäjille tuottaa sähköä omista varoistaan ​​ja myydä ylimääräisen sähkön verkkoon. Auringonvalon tai tuulen voimaa on erittäin vaikea ennustaa kaikkialla, missä nämä hajautetut lähteet sijaitsevat. Koska älyverkot lähettävät säännöllisesti tietoa sähkönkulutuksesta, tehoa on mahdollista säädellä esimerkiksi perinteisiä polttoaineita käyttävissä voimalaitoksissa.

Perinteiset sähköverkot käyttävät yleensä jo jossain määrin tieto- ja ohjaustekniikkaa. Älykkäässä verkossa näitä teknologioita kehitetään edelleen.

Suurin muutos loppukäyttäjätasolla on älymittareiden asennus. Heidän päätehtävänään on tiedon etäluku ja kyky laskuttaa ajan myötä muuttuvia hintoja.

Älykäs sähkömittari

Älykkäät mittarit ovat sähkömittareita, jotka mittaavat sähkönkulutusta enintään tunnin välein ja välittävät tämän tiedon vähintään kerran päivässä energiayhtiölle seurantaa ja valvontaa varten.

Älykkäät mittarit tarjoavat kaksisuuntaisen tiedonsiirron mittarin ja keskusjärjestelmän välillä.

Tiedonsiirto verkon yksittäisten komponenttien välillä tapahtuu puhelinmodeemilla, GSM-, ADSL-yhteyksillä tai muilla tavoilla. Tämä mahdollistaa erilaisten tariffien kehittämisen ja siten edullisempien hintakannustimien kehittämisen kotimaisille kuluttajille (älykkäät markkinat).

Toisin kuin kodin energianvalvontajärjestelmät, älykkäät mittarit voivat kerätä tietoja etäluettavaksi.

Käyttäjä voi saavuttaa taloudellisia etuja mukavuudesta tinkimättä vain, jos on myös laitteita, jotka toimivat automaattisesti, mieluiten alhaisilla tariffeilla. Nämä ovat prosesseja, jotka eivät ole aikakriittisiä, kuten sähköajoneuvojen lataus, lämpöpumppujen käyttö, pakastaminen, lämmitys (sähkökattilat) tai astioiden pesu.

Esimerkiksi sähkönkäyttäjälle tämä tekniikka varmistaa, että sähköajoneuvo latautuu juuri silloin, kun halvalla uusiutuvalla energialla on hyvät mahdollisuudet saada. Näin tuulienergiaa voidaan käyttää paremmin voimakkaan tuulen tunteina.

Toinen esimerkki on ohjausjärjestelmät, jotka automaattisesti auttavat teollisuudenaloja sammuttamaan matalan prioriteetin tuotantoprosesseja, kun sähkön hinta on tilapäisesti korkea.

Yövarastolämmittimillä ja kiinteillä yötariffeilla tämä otettiin käyttöön jo vuosikymmeniä sitten, mutta nykyaikaiset järjestelmät voivat toimia joustavammin ja älykkäämmin, mikä on erityisen tärkeää uusiutuvien energialähteiden sisällyttämisessä.

IT-turvallisuus

Yksi älykkäiden verkkojen suurimmista ongelmista on kyberhyökkäykset. Älykkäiden verkkojen idea, konsepti ja topologia perustuvat IT-ratkaisuihin, jotka sisältävät tietyn uhan. Älyverkkojen toiminta ja tehokas hallinta ovat riippuvaisia ​​monista tietokoneista, tietokoneverkoista, ohjelmistoista ja viestintätekniikoista.

Luvaton puuttuminen tämän kyberrikollisen IT-infrastruktuuriin voi johtaa valtaviin tappioihin suoraan ja epäsuorasti, koska tietyillä vastaanottajilla ei ole valtaa.

Verkoston monimutkaisuus tarkoittaa, että aukkoja on vielä tunnistamatta. Siksi mahdolliseen hyökkäykseen liittyvää riskiä on vaikea arvioida sähköjärjestelmän koon, monimutkaisuuden ja dynaamisen luonteen sekä mahdollisten hyökkääjien arvaamattomuuden vuoksi.