Időt és pénzt spórolhat az ország ezzel a megoldással

Forradalom zajlik az energiaelosztásban – a legkevésbé sem túlzás ezt állítani, hiszen olyan változásoknak vagyunk tanúi, amelyekre korábban nem volt példa. Egyre nagyobbak a felhasználói igények, mind lakossági, mind pedig ipari szinten, ezzel pedig a villamosenergia-hálózat egyelőre nem képes lépést tartani. A probléma nemzetközi szinten is jelentkezik, de most inkább a hazai helyzetre fókuszálunk.

A témát – az elöregedő energiahálózat ok-okozati összefüggéseinek megvilágításától kezdve az aktuális kihívások bemutatásán át a lehetséges megoldásig – a Siemens Zrt. Smart Infrastructure divízióvezetőjével, Balasa Leventével jártuk körbe. Minden jel szerint az energiaelosztásban az a jövő útja, hogy a centralizált, rézalapú hálózatok helyét átveszik a decentralizált adatalapúak. Ugyanakkor ehhez sok munkára van szükség, miközben az idő vészesen fogy, ezért jól felfogott érdekünk minden lehetséges eszközzel támogatni az energiaátállás felgyorsítását.

Gazdasági fejlődéssel nő a villamosenergia-igény

Ahogy a gazdaság egyre több energiát igényel, úgy válik időszerűvé az energiarendszerrel kapcsolatos koncepciók modernizálása is, annyi különbséggel, hogy jóval korábban kell megtervezni az energiahálózat modernizálását, mint hogy arra ténylegesen szükség lenne – kezdte Balasa Levente, megjegyezve, hogy az ezzel együtt járó elektrifikáció megnöveli az áramellátással kapcsolatos elvárásokat.

További hajtóerőt képez az adatalapú gazdaság terjedése, ideértve a mind nagyobb energiafogyasztóknak számító adatközpontok térnyerését. A szakember arra is felhívta a figyelmet, hogy több vállalatnál már a környezeti-fenntarthatósági szempontok is megjelennek, amikor a szükséges adathalmaz nagyságáról döntenek, hiszen ez korrelál az áramigénnyel, amelyet a legtöbb szervezet már megújuló forrásból biztosítana, akár pluszköltségek mellett is.

De vissza a nagy képhez: a hazánkba érkező új gyártókapacitások energiaigényesnek tekinthetők, a növekvő számú e-járművek szintén további áramigényt támasztanak.

Tovább bonyolítja a képletet, hogy megjelentek új szereplők is, mint az úgynevezett prosumerek, azon fogyasztók, amelyek egyszerre használnak és termelnek energiát. A villamosenergia-hálózatokat nem erre tervezték.

Üzemeltetői és szabályozói kihívások

Ez tehát az alaphelyzet. A Siemens villamosmérnök végzettségű divízióvezetője szerint a legnagyobb próbatételt az testesíti meg, hogy amire korábban volt egy évszázad, arra most kevesebb mint egy évtized jut: az eddigi duplájára növelni a villamos hálózat kapacitását. A meglévő ismereteink szerint ez akkora tőkebefektetéssel járna, aminek pénzügyileg nincsen meg a forrása – sem itthon, sem másutt –, de nem áll rendelkezésre elég idő, valamint megfelelő számú és tudású szakember sem, így más megoldás után kell nézni. A feladat súlyát növeli továbbá, hogy az elkerülhetetlen átállást úgy kell felgyorsítani, hogy az megfeleljen a kibervédelmi szempontoknak is. Balasa Levente szerint

átfogó vízióban, hálózatfejlesztési koncepcióban érdemes gondolkozni, előnyben részesítve az innovatív és egyben költséghatékony megoldásokat. Ilyen lehet a legtöbb fogyasztót jelentő kisfeszültségű hálózat felokosítása.

Meg lehet ezt tenni a négymillió háztartás szintjén és/vagy a mintegy 30-40 ezer, települések határán gyakran látható „betonkockás” transzformátorállomásnál. Az utóbbi a gyorsabb megvalósítás és az alacsonyabb beruházásigény mellett utat nyit arra, hogy a hálózatok üzemeltetői láthassák, melyik esetében szükséges a proaktív karbantartás, és azt is, melyik körzetben milyen lehetőségek vannak az olyan új igények, mint például az e-töltési infrastruktúra kialakítására, mekkora „puffer” van a rendszerben. A hálózat transzparenciájának növelése ekkor együtt jár a szűkös erőforrások jobb menedzselésével is.

így például a fogyasztóoldali szabályozás (DSR, az angol demand side response kifejezés alapján), amikor a végfogyasztók az áramhasználatuk időzítésével vesznek részt a fogyasztási csúcsok kisimításában, és járulnak hozzá a hálózatstabilitáshoz – természetesen megfelelő ösztönzők mellett.

Az újfajta megközelítést a szabályozói oldalnak is le kell követnie, időtálló módon. A szakember meglátása szerint a fogyasztói tudatosság fejlesztésének eszköze lehet a rugalmas tarifa alkalmazása is. Egy transzparens rendszer megteremtése a költségmenedzsment újragondolásával kezdődik, a hálózatfejlesztési tervek kontrolljában pedig szerepet kell kapnia az adatalapú döntéstámogatásnak.

Főszerepben az adat és a szoftver

Ez az alapja a Siemens víziójának is: a Smart Infrastructure vezetője szerint az elektrifikációs fejlődéssel akkor tudunk megbirkózni, ha

• a gyors eredmények elérése érdekében szakítunk a korábbi módszertanokkal,
• előtérbe helyezve a digitalizációt és a szoftveres megoldások alkalmazását.
• Egy szenzorokkal felszerelt hálózaton transzparensen látható, hol vannak torlódások, hol extra kapacitások,
• vagy éppen hol kell célzottan, beruházással belenyúlni a rendszerbe.

Ez viszont unortodox megoldás a villamos hálózatoknál: nem csupán nő az adat és a szoftver jelentősége, hanem azok ráadásul a felhőben jelenhetnek meg, hiszen az egyes trafóházakból felhozott adatok praktikusan cloud platformon értelmezhetők rendszerszinten. A mesterséges intelligencia célzott használata onnantól jöhet szóba, ha a strukturált adatok már az asztalon, pontosabban a felhőben vannak.

Az elképzeléseknek keretet adva a Siemens három szakaszos strukturált hálózatfejlesztést tervezett meg:

• az első a mérés és az elemzés szakasza,
• a második a tervezés és a fejlesztés,
• a harmadik pedig a szabályozások kialakítása és a mesterségesintelligencia-alapú működtetés.

Utóbbi teret nyithat a futurisztikusan hangzó, de már gyakorlatban létező eljárásnak, mint az ún. „öngyógyító” hálózat. Ez akár emberi beavatkozás nélkül képes egy-egy áramelosztási probléma korai felfedezésére, a hibás rész lokalizációjára és a szekció újrakonfigurálását követően az energiaellátás folytatására.

Növekvő komplexitás, lokális megoldások

Ha már említettük a napenergiát, az a ma már csaknem 260 ezer háztartási méretű kiserőmű és a mögötte álló majd 2400 MW összteljesítmény nagyban hozzájárult a hálózat komplexitásának növekedéséhez: fogyasztanak, de termelnek is, mindkettőt szabályozni kell.

Így például előremutató gondolat, hogy egy ipari park naperőműve ne a rendszerre termeljen, hanem az ott működő üzemeket működtesse az előállított zöldenergiával – ezt egy üveggyár esetében már tesztelték is.

Balasa Levente megállapította, hogy a közép- és nagyfeszültségű alállomások mára nagyrészt digitálisan transzparensek, a kisfeszültségű transzformátor-alállomásokról ugyanez viszont nem mondható el, miközben lényeges elemei a hálózatnak. Növekvő szerep juthat az energiaközösségeknek és az aggregátoroknak, amelyek szabályozható kis és közepes, önálló hálózati egységeket alkothatnak, így hozzájárulhatnak a nagy elosztóhálózat stabilitásához. A szakember szerint

kialakítható az elszámolás rendszere is, amikor egy ilyen együttműködés során például egy település a napkollektorokból megtermelt, nem szükséges energiát átadja egy közlekedési társaság e-járműveinek töltéséhez, vagy az e-busz-társaság a napelemparkjának teljesítményét kiadja a taxitársaság e-autóinak töltésére.

Ugyanerre lakossági példa: a technológia fejlődése lehetővé teszi, hogy egy magánszemély a jövőben a saját kocsijából származó árammal üzemeltesse a hétvégi házát. Az első lépés ebbe az irányba releváns pilotprogramok indítása, amelyek nagyban hozzájárulhatnak ahhoz, hogy egy-két év alatt transzparenssé váljon a hálózat. Viszonyításképp Ausztriában száz trafóállomást szerelnek fel mérőkkel, tesztelve a technológiát.

(Borítókép: Siemens)