Energia utrzymuje wszystko w ruchu, od naszych domów i firm po coraz więcej środków transportu. Jednak wraz ze zmianami i wzrostem zużycia energii, zarządzanie sieciami energetycznymi stało się prawdziwym wyzwaniem. Dzieje się tak, ponieważ sposób, w jaki produkujemy i wykorzystujemy energię, stale się zmienia. Utrudnia to firmom energetycznym i operatorom sieci utrzymanie równowagi.
Problemy z tradycyjnymi sieciami energetycznymi
Stoimy przed poważnym wyzwaniem energetycznym. Nasze dostawy energii nie zawsze odpowiadają naszym potrzebom. Tradycyjne sieci energetyczne zostały zaprojektowane tak, aby produkować wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić szczytowe zapotrzebowanie. Jest to zarówno nieefektywne, jak i coraz bardziej problematyczne.
Nasze nawyki energetyczne ewoluują. Wyobraźmy sobie gorący letni dzień, kiedy wszyscy włączają klimatyzację. Ten nagły wzrost może doprowadzić elektrownie do granic ich możliwości, ryzykując awarie. Jest to również kosztowne i szkodliwe dla środowiska.
Ta zmiana wywiera dużą presję na nasze stare systemy energetyczne, pokazując, że potrzebujemy bardziej elastycznego i szybkiego reagowania.
Wpływ energii odnawialnej na sieć
Przejście na zieloną energię jest świetne dla planety, ale powoduje duże bóle głowy u operatorów sieci. Energia wiatrowa i słoneczna - najszybciej rozwijające się odnawialne źródła energii - są nieprzewidywalne. Ich moc zależy od pogody, nasłonecznienia i pór roku, co sprawia, że trudniej nimi zarządzać niż tradycyjnymi elektrowniami.
Wyobraźmy sobie, że w idealnie słoneczny i wietrzny dzień możemy wygenerować więcej zielonej energii niż jesteśmy w stanie zużyć, więc część z niej się marnuje. Ale w spokojny, pochmurny dzień te same źródła mogą prawie nic nie produkować, zmuszając nas do szybkiego uruchomienia zapasowych elektrowni.
Ta nieprzewidywalność zmienia wszystko. Nie chodzi już tylko o wytwarzanie wystarczającej ilości energii - chodzi również o właściwy czas i lokalizację. Najważniejsze pytanie brzmi: "Jak dopasować te przyjazne dla środowiska, ale nieprzewidywalne źródła energii do naszej sieci bez utraty niezawodności?".
Czym jest reakcja na zapotrzebowanie?
Reakcja popytu to system, w którym konsumenci zmieniają swoje zużycie energii elektrycznej w oparciu o sygnały, takie jak zmiany cen lub zachęty. Pomaga to zrównoważyć podaż i popyt na energię, zmniejszając koszty i utrzymując stabilność sieci.
Rynek reagowania na popyt rozwija się, odnotowując znaczny wzrost w różnych regionach. Na przykład Stany Zjednoczone zarejestrowały 29 GW potencjału oszczędności zapotrzebowania szczytowego w 2021 r. we wszystkich programach reagowania na popyt, obejmujących ponad 10 milionów klientów. W Japonii reakcja popytu przyniosła 90 mln kW zimą 2022 r., co stanowi znaczny wzrost w porównaniu z poprzednimi latami
Odpowiedź na żądanie, właściwe rozwiązanie!
Z jednej strony zużycie energii rośnie, a z drugiej generujemy więcej energii z ekologicznych, ale nieprzewidywalnych źródeł. Ale nie musimy się martwić - mamy systemy reagowania na popyt, aby poradzić sobie z tym problemem.
System reagowania na popyt (DR) to inteligentny sposób na utrzymanie równowagi między podażą a popytem na energię. Zasadniczo, system DR pozwala użytkownikom energii zmieniać jej zużycie w zależności od warunków panujących w sieci. Zwykle wiąże się to z pewnymi korzyściami finansowymi.
Zamiast skupiać się wyłącznie na dostosowaniu podaży do popytu, systemy DR zwiększają elastyczność po stronie popytu. Tworzy to bardziej interaktywną relację między dostawcami energii a konsumentami. Pozwala to na wprowadzanie zmian w czasie rzeczywistym w celu utrzymania stabilnej i wydajnej sieci. Jest to jedna z wielu korzyści płynących z korzystania z niestandardowego oprogramowania do zarządzania energią.
Przykłady zdarzeń DR
Podstawową częścią systemu reagowania na żądanie jest zdarzenie DR. Takie zdarzenia mogą być wysyłane z jednego miejsca i obsługiwane w innych miejscach. Zdarzenia DR mogą przybierać różne formy, w zależności od potrzeb sieci i możliwości konsumentów. Oto kilka rzeczywistych przykładów:
- Podczas fali upałów system DR może poprosić uczestniczące w nim gospodarstwa domowe o zmianę ustawień termostatu. Ta niewielka zmiana, dokonana przez tysiące domów, może znacznie zmniejszyć obciążenie sieci w godzinach szczytu.
- W sektorze przemysłowym zakład produkcyjny może otrzymać sygnał DR o wysokich cenach energii z powodu szczytowego zapotrzebowania. Zakład mógłby wówczas ograniczyć zasilanie nieistotnych procesów lub przenieść energochłonne operacje na godziny poza szczytem.
- Dla właścicieli pojazdów elektrycznych system DR może oferować niższe stawki za ładowanie, gdy dostępna jest duża ilość energii odnawialnej. Pomaga to zrównoważyć sieć i umożliwia właścicielom pojazdów elektrycznych korzystanie z czystszej, potencjalnie tańszej energii elektrycznej. Będzie to miało szczególny wpływ na sposób działania systemu płatności za terminale ładowania pojazdów elektrycznych.
Czy wiesz, że?
Globalny rynek inteligentnych sieci został wyceniony na około 29,45 mld USD w 2020 roku i oczekuje się, że wzrośnie do 140,53 mld USD do 2028 roku. Wzrost ten jest napędzany przez znaczące inwestycje w modernizację sieci, szczególnie w regionach takich jak Ameryka Północna i Azja-Pacyfik.
Raporty i monitorowanie w systemach DR
Skuteczność systemów DR zależy od dokładnych, aktualnych danych i inteligentnej analizy . Nowoczesne platformy DR oferują cenne informacje dostawcom i odbiorcom energii:
- Dane o zużyciu energii w czasie rzeczywistym pozwalają konsumentom zobaczyć ich wzorce i wpływ uczestnictwa w DR. Zakłady energetyczne wykorzystują te dane do przewidywania trendów popytu i identyfikowania możliwości DR.
- Raporty o stanie sieci dają operatorom przegląd bieżącego zapotrzebowania, dostępnej podaży (w tym odnawialnych źródeł energii) i potencjalnych punktów stresu. Pomaga im to zdecydować, kiedy rozpocząć działania DR.
- Analityka predykcyjna wykorzystuje dane z przeszłości, prognozy pogody i nie tylko do przewidywania przyszłych potrzeb energetycznych. Pozwala to na proaktywne zarządzanie siecią energetyczną.
- Analiza po zdarzeniu mierzy skuteczność zdarzeń DR. Może to zapewnić wgląd w poprawę przyszłych reakcji i udoskonalenie zachęt.
OpenADR
Dobra komunikacja między interesariuszami jest kluczowa, jeśli chodzi o DR. W tym miejscu pojawia się OpenADR(Open Automated Demand Response). OpenADR to ustandaryzowany język, który umożliwia komunikację między dostawcami energii, konsumentami i urządzeniami.
Stworzony przez OpenADR Alliance, ten standard open-source jest niezbędny dla nowoczesnych systemów DR. Zapewnia on wspólne ramy dla wysyłania i odbierania sygnałów DR. Oznacza to, że różne systemy i urządzenia mogą rozumieć te sygnały i reagować na nie, niezależnie od ich producenta lub konkretnej konfiguracji.
Cele w zakresie energii odnawialnej
Unia Europejska wyznaczyła sobie ambitne cele w zakresie zwiększenia potencjału energii odnawialnej. Do 2030 r. UE zamierza pozyskiwać co najmniej 32% energii ze źródeł odnawialnych. Obejmuje to znaczące inwestycje w morską energię wiatrową, których celem jest osiągnięcie 120 GW mocy do 2030 r., z udziałem krajów takich jak Dania, Niemcy i inne kraje położone nad Morzem Północnym.
Czym jest OpenADR 2?
OpenADR 2.0, obecnie powszechnie stosowana wersja, stanowi duży krok naprzód w technologii DR. Charakteryzuje się dwukierunkowym modelem komunikacji. Umożliwia odgórną kontrolę od mediów do konsumentów, więcej informacji zwrotnych i złożone interakcje.
Wersja ta odegrała kluczową rolę w rozwoju programów DR na całym świecie. Zapewnia znormalizowaną platformę, która zmniejsza koszty wdrożenia i poprawia interoperacyjność.
Co z OpenADR 3?
Chociaż OpenADR 2.0 odniósł sukces, ewoluujący krajobraz energetyczny wymaga jeszcze bardziej zaawansowanych możliwości. Wprowadzamy OpenADR 3, kolejną generację standardu, która jest obecnie w fazie rozwoju. OpenADR 3 ma na celu sprostanie pojawiającym się wyzwaniom i możliwościom w sektorze energetycznym.
Konkretne funkcje OpenADR 3 są wciąż definiowane. Nowa wersja będzie jednak odgrywać istotną rolę w kształtowaniu przyszłości inteligentnych sieci i systemów reagowania na popyt.
Znaczenie systemów reagowania na popyt (DR)
Wraz ze zmianą podaży i popytu na energię, zmieniają się również wyzwania. Systemy reagowania na popyt (DR) są niezbędnymi narzędziami do utrzymania stabilności sieci. Poprawiają wydajność i pomagają przejść na czystsze źródła energii. Systemy te przekształcają tradycyjną relację między dostawcami energii a konsumentami we współpracę.
Przyjęcie systemów DR i standardów takich jak OpenADR nie polega na rozwijaniu technologii, ale na tworzeniu zrównoważonej, wydajnej i niezawodnej przyszłości energetycznej. Przyjęcie tych innowacji przybliża nas do świata, w którym zużycie energii jest inteligentniejsze, czystsze i bardziej sprawiedliwe zarówno dla konsumentów, firm, jak i przedsiębiorstw użyteczności publicznej.
