Konec jednosměrné cesty
Zvýšení energetické efektivity bude možné dosáhnut jen tím, že informace z rozvodné sítě budou integrovány přímo v technologických aplikacích. V rozvoji Smart Grids proto budou sehrávat důležitou úlohu inteligentní elektrospotřebiče.
Podstatou inteligentních elektrizačních sítí je ovládání proměnných veličin v reálném čase. První elektrárny v Evropě se začaly stavět přibližně před 120 lety. Elektřina z nich proudí k spotřebitelům vícero soustavami, aby nakonec skončila v elektrických zásuvkách. „Ještě ani dnes spotřebitelé a dodavatelé nevědí, kdy přesně teče elektřina přes distribuční linky a kolik jí proteklo,“ hovoří Jürgen Knaak, výkonný ředitel Arbon Energie, energetické společnosti v malém švýcarském městečku Arbone s 13 000 obyvatel.
Informační dálnice
Díky inteligentním měřidlům se to změní. Do roku 2013 Siemens postupně nahradí v přibližně 8 700 domácnostech v Arbonu technicky zastaralé elektroměry. „Pro energetiku je to skutečná revoluce, porovnatelná se zavedením mobilních telefonů anebo internetu,“ dodává J. Knaak.
Měřidla Amis značky Siemens umožňují měřit nejen spotřebu elektřiny, ale také sbírat údaje o dodávce plynu, vody a tepla. Tyto údaje se okamžitě odešlou dodavateli, který je tak informován o energetických požadavcích každého spotřebitele – bez ohledu na to, zda jde o ledničku v bytě anebo výrobní linku v závodě.
Rozvodná soustava se tak de facto stane informační dálnicí, která umožní domácnostem pouštět elektrospotřebiče v čase, kdy jsou ceny elektřiny nízké. Odběratelé budou mít možnost selektivně vypnout přístroje v odběrových špičkách. Aby to však mohli udělat, potřebují vědět, kdy jsou tarify nejnižší. Moderní měřidla jim tuto informaci poskytnou, mnohem jednodušší však je, když si odběr řídí sám spotřebič. Například myčka na nádobí se spustí v noci, kdy je elektřina levnější. „Mnoho elektrospotřebičů už je schopno toto zjistit přes signalizaci v napájecí síti,“ tvrdí Volker Dragon ze společnosti Siemens, který se zabývá energetickou efektivitou.
Domácí mikroelektrárny
Inteligentní měřidla jsou jen okrajovým produktem digitalizace systémů na dodávku energie. Transformace rozvodných sítí je daleko větší technologickou a ekonomickou výzvou. Většina elektřiny už se nebude vyrábět v několika velkých elektrárnách, ale bude ji produkovat mnoho středních a malých zdrojů. Ty budou vyrábět elektřinu jednou pro vlastní potřebu, jindy ji budou dodávat do sítě. Rozvodné sítě, které jsou zatím jednosměrnými cestami, se budou muset transformovat na víceproudové obousměrné magistrály.
V průmyslově vyspělých zemích se mnohé budovy transformují z čistých odběratelů energie na aktivní účastníky trhu s elektřinou, kteří nabízejí vlastní energii na prodej. Dokonce i domácnosti se změní na mikroelektrárny a budou se podílet na výrobě elektřiny pomocí solárních článků a kombinovaných kotlů.
Virtuální elektrárny
Širší využití obnovitelných zdrojů energie si vyžádá nové energetické sítě, ale také nový způsob jejich řízení. Výroba elektřiny z větru anebo slunce je decentralizovaná v mnohem menších zdrojích, než jsou tradiční elektrárny. Kromě toho větrná a sluneční energie se mnohem hůře řídí, protože elektřiny je buď příliš mnoho anebo příliš málo, navíc ve špatném čase. Největší německý dodavatel RWE Energy proto soustředil 9 malých vodních elektráren patřících společnosti North Rhine Westphalia s výkony od 150 do 1 100 kW do jediného virtuálního zdroje s celkovým výstupem 8 600 kW. Jako celek fungují mnohem efektivněji, pokud se dá kolísání obnovitelných zdrojů této struktuře lépe vybalancovat.
Saharské slunce zasvítí v Evropě
Mnoho zemí bude v budoucnosti odkázáno na dovoz elektrické energie z obrovských vzdáleností, ať se bude jednat o větrné farmy na oceánech anebo sluneční elektrárny v pouštích. Elektřina překoná na cestě ke spotřebitelům tisíce kilometrů. Při tradičních vysokonapěťových vedeních přenášejících střídavý proud však dochází k velkým ztrátám, proto se při distribuci elektrické energie budou muset využívat vysokonapěťové technologie přenosu jednosměrného proudu (HDVC). Dálka pro ně nepředstavuje žádný problém. Siemens v Číně vybudoval systém HDVC, přes který se přenáší 5000 MW elektřiny z vodních elektráren ve vnitrozemí do velkých měst na východním pobřeží vzdálených 1400 km. Tradiční vedení by na cestě ztratila až 400 MW. Technologie HDVC by měly najít uplatnění i v Evropě v připravovaném projektu Desertec. Umožní dovážet elektřinu z pouštních oblastí v Africe. Solární elektrárny na Sahaře s rozlohou 300 x 300 km by totiž dokázaly pokrýt současnou celosvětovou potřebu elektrické energie.
713
