A smart grid a biztonságos áramellátás egyetlen esélye

Az ember hazamegy az agglomerációban található, érintetlen kis falujába, ahol okosotthont épített magának, beáll a garázsba, feltölti a villanyautóját, és abban a boldog tudatban fekszik le aludni, hogy minden tőle telhetőt megtett a környezetért, az elektromos áram nagy részét napelemekkel termeli magának, és olyan kicsi karbonlábnyomot hagy maga után, mint egy földigiliszta. Aztán jön a váratlan feszültségkimaradás, mert az idilli kis faluban az elektromos hálózat kialakításakor nem négyezren, hanem ezren laktak, mert túl sokan kapcsolták be a légkondit a meleg miatt, túl sokan telepítettek napelemet a házukra, és egyre divatosabb a villanyautó is.

Mit lehet ilyenkor tenni? Ha nem jó a hálózat, hát újra kell húzni a kábeleket, erősebbé kell tenni az infrastruktúrát - mondaná az egyszeri felhasználó. Igen ám, de a helyzet nem ilyen egyszerű: a hálózat elavult, és hiába lehet toldozni-foldozni, a jelenlegi rendszer nem képes kiszolgálni a megnövekedett fogyasztói igényeket. Lehet hívni a villanyszerelőt - nevezzük Józsinak -, csak épp nincs elég Józsi, pláne akkor nincs, amikor nem egyedi, hanem rendszerszintű problémáról van szó – érzékeltette a problémát a Qubit kérdésére Balasa Levente, a Siemens Zrt. Smart Infrastructure divízióvezetője.

A smart grid és Józsi, a szerelő

Ilyenkor kerül a képbe a smart grid vagy az okoshálózat: jelenleg az energiaátmenet korában élünk, amit még inkább meggyorsít a rezsiárak emelkedése. Egyre többen telepítenek napelemet, melyek teljeskörű szabályozása a villamos hálózaton még nem megoldott probléma. Nem csak magyar problémáról van szó, új szelek fújnak az energetikai piacon, a kihívás viszont adott: ahelyett, hogy centralizált rendszerekben gondolkodnánk, a hálózatoknak egyre inkább fel kell készülniük a decentralizált rendszerek által támasztott kihívásokra, amelyekben többirányú energiaáramlás zajlik. Egyszerűbben szólva: az a napelem, amit felszerelsz a tetőre abban bízva, hogy ezzel magadnak és a bolygónak is segíteni fogsz, ugyanúgy lehet átok, mint áldás, ha nem bírja el a hálózat. Az igény pedig egyre nő, ezt pedig a jelenlegi hálózatok úgy, hogy a végpontok nem csak fogyasztóként, hanem termelőként is megjelennek, nem tudják kezelni.

Ha a hálózat is okos, nem egyedül a szerelőkön múlik az ellátás sikeressége, hanem egy algoritmuson, ami valós időben és pontosan követi, hogy mit bír el a hálózat, és milyen fogyasztói igények vannak. Az első lépés a smart metering, az okosmérés: ebből kiderül, hogy hol és mit kellene fejleszteni, és hol nem elégséges a jelenlegi infrastruktúra. Az áramhálózatok jövője nem rézvezérelt (copper-driven), hanem adatvezérelt (data-driven).

Változó világ

Michael Weinhold, a Siemens technológiai és innovációs vezetője szerint a nyolcvanas években, amikor ő még mérnöknek tanult, elegendő volt a meglévő top-down infrastruktúra ismerete, mert nem voltak energetikai kistermelők. A megújuló energiaforrások terjedésével viszont nagyon is megváltozott a helyzet. Az egyirányú hálózatokból kétirányúak lettek, ezt az újfajta igénybevételt viszont valahogy kezelni is kell majd. Akkoriban nagyjából 1000 áramfejlesztő működött Németországban, mára viszont a határ a csillagos ég. Így az áram nem csak megy, hanem jön-megy, ez pedig igen megterhelő a hálózat számára.

Pedig nem kell annak lennie: egyszerűen össze kell hangolni a keresletet és a kínálatot. Ez Józsinak, a villanyszerelőnek nem egyszerű, de egy algoritmus már könnyebben kezelheti a problémát, ezért a Siemens épp ehhez a megoldáshoz fordult, amikor a cég a villamos hálózatok tehermentesítésén kezdett gondolkodni. A smart metering segít a fogyasztói szokások feltérképezésében és az adatok hálózatszimulációs környezetbe történő továbbításával a jövőbeli beruházások kapcsán támogatja a megalapozott döntéshozatalt. A kulcsszó a biztonság: Balasa Levente és Flóra Zsolt, a Siemens digitális üzletvezetési fejlesztője szerint az elavult rendszerek használata helyett elengedhetetlen az okosmegoldások használata, ha a szolgáltató arra törekszik, hogy a lehető legjobb szolgáltatást nyújtsa, és minimalizálja az üzemzavarok előfordulását. Ilyesmi persze mindig előfordulhat, de ha célirányosan fejlesztik a villamoshálózatot, ennek elenyésző lehet az esélye, ráadásul ha a szolgáltató tudja, hogy hol és milyen kihívásokkal kell majd foglalkoznia, az hosszabb távon neki is anyagi előnyt jelent. A legtöbb újításhoz hasonlóan természetesen a smart grid kiépítése sem olcsó mulatság, de megtérül – arról nem is beszélve, hogy itt már nem úri huncutságról vagy luxusberuházásról van szó, hanem az alapvető ellátás biztosításáról.

Hosszú távon pedig nem csupán a szolgáltatónak, hanem a fogyasztónak is érdemes gondolkodnia: igaz, ő nem szólhat bele abba, hogy kiépülhessen-e a smart grid ott, ahol fogyaszt, de az előbbi napelemes példánál maradva feltehető, hogy nem csak ma, hanem holnapután is szeretne fűteni, ha pedig a karbonlábnyoma is fontos a számára, szívesebben használna környezetbarát megoldásokat, mint sem.

Az energia helye és a pazarlás

A tét viszont nagy: nem mindegy, hogy mennyi energia megy veszendőbe, és eleve nem túl értelmes hozzáállás pazarolni, ha lenne jobb helye is a megtermelt áramnak. A smart grid ezen segít: a napelemek vagy szélerőművek adta zöldenergia leghatékonyabb kiaknázása válik általa lehetővé a hálózat biztonságos üzemvitele mellett. Az viszont, hogy mindenkinek követik a fogyasztását a rendszer optimalizálása érdekében, adatvédelmi aggodalmakra is okot adhat: mi van, ha az adatokra rálátó alkalmazott kiszúrja, hogy elment az ember két hónapra Balira, és pont akkor pakolná ki a Rembrandtokat a nappaliból, amikor nem fogyaszt?

Semmi: Fülig Jimmy óta tudjuk, hogy mindenkit érhet baleset, de Balasa Levente és Flóra Zsolt szerint ilyenkor sincs mi miatt aggódni, a grid működéséhez ugyanis elengedhetetlen, hogy adatokat gyűjtsön, de ezek a GDPR-nak is megfelelően anonimak, csak a rendszer jobb működéséhez alkalmazhatóak. Ahhoz, hogy a döntéshozók eldöntsék, hogy hova érdemes napelemet vagy szélerőművet telepíteni, szintén kellenek kutatások, a panelek és a turbinák mégsem panaszkodnak; ahhoz, hogy az áramszolgáltató kiderítse, hogy hova mennyi energia szükséges, szintén kellenek mérések, de ezek nem öncélúak, hanem egyszerre szolgálják a fogyasztó és a szolgáltató érdekeit, éppen azért, hogy ne érje meglepetés a hálózatot, és biztonságos legyen az ellátás.

De ha ilyen jó a smart grid, miért nem használják mindenhol? A technikai háttér meglenne hozzá, és hasonló méréseket végeznek is a szolgáltatók, de a hálózat átalakítása viszonylag sok pénzbe kerül – viszont közel sem annyiba, mint a meglévő elavult hálózatok karbantartása Józsival, aki vagy van, vagy nincs. A smart grid szól, ha baj van, Józsinak meg csak szólnak, de ő nem képes szemmel tartani az egész hálózatot: eljött a változás ideje, a copper-driven (rézalapú) hálózatot le kell váltania a data-driven (adatalapú) hálózatnak, ha fenntartható, megfizethető és megbízható energiára vágyunk.

(A cikk megjelenését a Siemens Zrt. támogatta.)