Τί είναι το έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο

Τα σύγχρονα συστήματα ηλεκτρισμού έχουν αρχίσει να ενσωματώνουν πλήθος ψηφιακών τεχνολογιών και νέων ηλεκτρομηχανολογικών συστημάτων στις δραστηριότητες (α) της παραγωγής ηλεκτρισμού, (β) της μεταφοράς ηλεκτρισμού, (γ) της διανομής ηλεκτρισμού και (δ) της προμήθειας ηλεκτρισμού.

Τα ηλεκτρικά δίκτυα που επιτυγχάνουν την πιο αξιόπιστη, αποδοτική και με λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις λειτουργία τους αξιοποιώντας τις παραπάνω τεχνολογίες σε συνδυασμό με τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, χαρακτηρίζονται ως έξυπνα ηλεκτρικά δίκτυα (ή ευφυή ηλεκτρικά δίκτυα).

Ας πάρουμε όμως τα πράγματα από την αρχή. Στα σημερινά «ανόητα» ηλεκτρικά δίκτυα (ή αφυή ηλεκτρικά δίκτυα), η επικοινωνία είναι μονόπλευρη αφού η ροή του ηλεκτρισμού γίνεται από την παραγωγή προς τα κέντρα κατανάλωσης. Αποτέλεσμα, οι αυξομειώσεις της ζήτησης ισχύος να επιτυγχάνονται με την ρύθμιση της παραγωγής προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Παράλληλα, η αυξανόμενη διείσδυση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ιδιαίτερα των διακοπτόμενων ανανεώσιμων πηγών όπως είναι η αιολική και η ηλιακή ενέργεια) σε ένα ηλεκτρικό σύστημα μειώνει την αξιοπιστία του προκαλώντας αβεβαιότητα στην απρόσκοπτη παροχή ηλεκτρισμού. Επιπλέον, το ηλεκτρικό σύστημα επιβαρύνεται περαιτέρω, αφού η ηλεκτρική ισχύς που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παράγεται σε γεωγραφικά απομακρυσμένες περιοχές.

Όλοι οι παραπάνω λόγοι οδηγούν στην ανάγκη της μεταμόρφωσης του υπάρχοντος «ανόητου» ηλεκτρικού δικτύου, από ένα ηλεκτρικό δίκτυο όπου η παραγωγή είναι συγκεντρωμένη και η ισχύς ρέει προς µία κατεύθυνση σε ένα «έξυπνο» δίκτυο, όπου η παραγωγή ισχύος είναι αμφίδρομη. Με αυτό το τρόπο η ισχύς ρέει προς οποιαδήποτε κατεύθυνση αυξάνοντας συνάμα την αξιοπιστία του ηλεκτρικού συστήματος.

Στην ψηφιακή εποχή που ζούμε σήμερα είναι πλέον εφικτή η μετάβαση σε ένα ταχύτερο, πιο έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο, που θα μπορεί (α) να παρέχει καλύτερη ποιότητα ηλεκτρισμού µε επικοινωνία διπλής κατεύθυνσης, (β) να εξισορροπεί την προσφορά και τη ζήτηση ισχύος σε πραγματικό χρόνο, εξομαλύνοντας τις αιχμές της ζήτησης ισχύος και (γ) να καθιστά τους καταναλωτές σε ενεργούς συμμετέχοντες στην παραγωγή και κατανάλωση του ηλεκτρισμού. Το έξυπνο δίκτυο επιτρέπει την αποδοτικότερη χρήση της υπάρχουσας εγκατεστημένης ισχύος και των συστημάτων μεταφοράς και διανομής ηλεκτρισμού, µε μείωση των απωλειών στη μεταφορά και διανομή µέσω της χρήσης τοπικής, αποκεντρωμένης ηλεκτροπαραγωγής. Καθώς αυξάνεται το μερίδιο παραγωγής από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ένα έξυπνο δίκτυο μπορεί να χειριστεί καλύτερα τις αυξομειώσεις της ηλεκτρικής ισχύος όταν για παράδειγμα ο άνεμος καταλαγιάζει ή τα σύννεφα κρύβουν τον ήλιο. Με κατάλληλη τιμολόγηση, θα επιτρέψει επίσης στα ηλεκτρικά οχήματα να αποθηκεύουν ηλεκτρισμό για τις ανάγκες τους ή/και να τον προσφέρουν πίσω στο ηλεκτρικό δίκτυο όταν αυτό απαιτείται.

Οι έξυπνες τεχνολογίες, όπως οι έξυπνοι μετρητές, τα αυτόματα συστήματα ελέγχου, οι ψηφιακοί αισθητήρες, κλπ., θα προσφέρουν στους καταναλωτές πληροφόρηση, σε πραγματικό χρόνο, σχετικά με την κατανάλωση και την τιμολόγηση. Με αυτό τον τρόπο θα τους επιτρέπουν να εξοικονομούν ενέργεια και χρήματα με την απενεργοποίηση αχρείαστων ηλεκτρικών συσκευών, συστημάτων θέρμανσης-ψύξης και βιομηχανικών φορτίων, σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές (π.χ., όταν η τιμή του ηλεκτρισμού ξεπερνά μια προκαθορισμένη τιμή ή όταν υπάρχει μείωση παραγωγής ισχύος από αιολικά συστήματα). Μπορούν, επίσης, να βοηθήσουν στη μεταφορά φορτίων σε περιόδους χαμηλής ζήτησης μειώνοντας έτσι τις απώλειες των ηλεκτρικών γραμμών. Εάν εξασφαλιστεί στους καταναλωτές άμεση πρόσβαση τότε τα έξυπνα ηλεκτρικά δίκτυα θα ανοίξουν την πόρτα στην επιχειρηματική καινοτομία, που θα αυξήσει την απόδοση, την αξιοπιστία και την ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών προς τους καταναλωτές.

Πιο αναλυτικά, το έξυπνο δίκτυο είναι μια αναβάθμιση του ηλεκτρικού συστήματος, το οποίο χρησιμοποιεί προηγμένες τεχνολογίες επικοινωνιών, αυτοματοποιημένου ελέγχου, αυτοματοποιημένες συσκευές μέτρησης και γενικότερα αξιοποιεί την τεχνολογία της πληροφορίας. Αυτή η ιδέα συνδυάζει την βασική υποδομή του ηλεκτρικού συστήματος, την πληροφορία και τους κανόνες της αγοράς ηλεκτρισμού (π.χ., τιμολόγηση) σε μια ολοκληρωμένη διαδικασία µε σκοπό την καλύτερη παροχή, έλεγχο και γενικότερα διαχείριση του ηλεκτρισμού. Ένα έξυπνο δίκτυο επιτρέπει στις συσκευές όλων των επιπέδων να επικοινωνούν µε το ηλεκτρικό σύστημα και να έχουν πρόσβαση σε πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο ώστε να μπορούν να λειτουργούν όσο το δυνατόν πιο αποδοτικά. Με τη χρήση έξυπνων συσκευών οι καταναλωτές έχουν τη δυνατότητα να ελέγχουν την κατανάλωσή τους και να εξοικονομούν ηλεκτρισμό. Επιπλέον προηγμένες επικοινωνιακές ικανότητες επιτρέπουν την άμεση ενημέρωση για την τιμολόγηση του ηλεκτρισμού, για τα κίνητρα μείωσης της ζήτησης ισχύος και για τον άμεσο έλεγχο φορτίων.

Σήμερα, επειδή η ζήτηση ισχύος δεν είναι σταθερή αλλά έχει διακυμάνσεις απαιτούνται, όταν χρειαστεί, να καλύψουν την επιπλέον ζήτηση οι στρεφόμενες εφεδρείες με αποτέλεσμα το υψηλό κόστος. Όμως, το έξυπνο δίκτυο προσφέρει αλληλεπίδραση μεταξύ ζήτησης ισχύος και παραγωγής ισχύος σε πραγματικό χρόνο, που επιτρέπει τον καλύτερο υπολογισμό του ισοζυγίου και επιτρέπει στους διαχειριστές να ανιχνεύουν σφάλματα και να βρίσκουν ταχύτατα εναλλακτική διαδρομή για τη ροή του ηλεκτρισμού παρακάμπτοντας το σφάλμα, με αποτέλεσμα την αύξηση της αξιοπιστίας και την μείωση του κόστους. Επίσης, αλλάζει και ο μηχανισμός κοστολόγησης (π.χ., υψηλές τιμές ηλεκτρισμού τις ώρες αιχμής και χαμηλότερες τις υπόλοιπες ώρες) αφού μπορεί να γίνει μετατόπιση φορτίων και έτσι μειώνονται οι ανάγκες για εφεδρεία. Συνάμα θα μπορούσε σε ένα έξυπνο δίκτυο η τιμή να μεταβάλλεται συνεχώς ανάλογα µε τη ζήτηση ισχύος. Ενθαρρύνεται επίσης και η χρήση των αειφόρων τεχνολογιών που μπορούν εύκολα να ενσωματωθούν καθώς κάθε καταναλωτής μπορεί να γίνει και παραγωγός χρησιμοποιώντας τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και να προσφέρει την περίσσεια παραγόμενου ηλεκτρισμού στο ηλεκτρικό σύστημα ή απλά να καλύπτει μέρος των αναγκών του. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας ένα έξυπνο μετρητή ο καταναλωτής μπορεί άμεσα να γνωρίζει την ισχύ που απορροφά ή προσφέρει στο δίκτυο.

Συνοψίζοντας, το έξυπνο δίκτυο υποβοηθούμενο από (α) τεχνολογίες έξυπνης μέτρησης, (β) αποθήκευσης ενέργειας, (γ) πολιτικών απόκρισης στη ζήτηση ισχύος και διαχείρισης της ζήτησης και (δ) υπηρεσιών πληροφορικής αποτελεί ένα βέλτιστο σύστημα διαχείρισης του ηλεκτρικού συστήματος για την αντιμετώπιση των προκλήσεων της αειφόρου ανάπτυξης (δηλ., την ανάπτυξη, που καλύπτει τις ανάγκες του παρόντος χωρίς να διακυβεύεται η ικανότητα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες).

*Ο Ανδρέας Πουλικκάς είναι Πρόεδρος Ρυθμιστικής Αρχής Ενέργειας Κύπρου 

Πηγή:energypress.gr