Big data przyszłością energetyki. Jak radzić sobie z rozproszonymi OZE?

W Europie w 2021 roku osiągnięto kolejny rekord mocy (547 TWh) generowanej z energii wiatrowej i słonecznej. Po raz pierwszy wartość ta była większa niż ilość mocy otrzymanej z gazu (524 TWh). Energii z promieni słonecznych wytworzono o 27 proc. więcej niż w 2019 roku. Jednak miliony powstających mikroinstalacji destabilizują sieć energetyczną. Aby nadążyć za zmianami, energetyka musi wykorzystywać inteligentne rozwiązania oraz zasoby big data.

Nowe zadania sieci

Ponad połowa nowej mocy z OZE, wygenerowanej w Europie od 2019 roku, zastąpiła energię z gazu. Między 2011 a 2019 rokiem ponad 80 proc. nowych OZE zastąpiło węgiel. Oznacza to duże zmiany dla sieci energetycznej. Zamiast w kilku dużych elektrowniach moc produkowana jest przez miliony rozproszonych prosumentów, w nieregularny sposób i nawet wtedy, gdy nie ma na nią zapotrzebowania. System nie tylko rozprowadza energię do odbiorców, ale też musi ją „odbierać” i wyrównywać produkcję oraz popyt.

Zapotrzebowanie na energię oraz jej produkcja zmieniają się bardzo szybko i w sposób nieprzewidywalny. Dlatego kluczowe jest automatyczne sterowanie przepływem mocy oraz reagowanie w czasie rzeczywistym. Sektor energetyczny może stosować te same techniki big data, które pomagają np. bankom w wykrywaniu nietypowych transakcji.

System energetyczny powinien być inteligentny

Aby poprawić wydajność sieci, konieczne są gruntowne zmiany infrastruktury. Operatorzy powinni inwestować w inteligentne czujniki, liczniki i sterowniki, które co godzinę lub nawet co minutę będą przesyłać informacje o tym, co dzieje się w danym momencie w całym systemie dystrybucji energii. Można je połączyć z danymi pochodzącymi z Systemów Informacji Geograficznej (GIS), meteorologicznymi, a nawet przesyłanymi przez odbiorców.

Wszystkie te dane mogą być analizowane w podobny sposób jak w bankowości – techniką przetwarzania zdarzeń, która rozpoznaje odchylenia od normy. Pozwala to odpowiednio wcześnie zauważyć pierwsze oznaki problemów i zapobiegać awarii, zamiast pospiesznie lokalizować usterki i reagować na nie po fakcie. Pomoże to też w zmniejszaniu częstotliwości i czasu trwania przerw w dostawach energii. Pozwala również szybko i dokładnie określić najlepsze sposoby wykorzystania OZE czy magazynów energii w danym momencie.

Produkcja mocy tam, gdzie jest zużywana

Kolejnym krokiem do zmiany modelu systemu energetycznego jest wytwarzanie i magazynowanie energii w miejscu, w którym jest zużywana. Cena za kWp (kilo Watt peak – ilość mocy, jaką może wytworzyć instalacja fotowoltaiczna) jest już niższa niż w przypadku paliw kopalnych. Dla firm, zwłaszcza z branży przemysłowej, może to być szansa na znaczne oszczędności i większą samowystarczalność energetyczną. W całej sieci energetycznej nastąpi zwiększenie elastyczności i odporności systemu. W momencie szczytowego zapotrzebowania na moc możliwe byłoby wtedy zmniejszanie dostaw dla odbiorców przemysłowych, aby zapewnić ciągłe działanie całej sieci.

Świadomość równie istotna

W zapewnianiu stabilności sieci energetycznej równie ważna jak technologia będzie zmiana sposobu myślenia konsumentów, biznesu i rządów. Użytkownicy powinni być bardziej świadomi nowego sposobu funkcjonowania rynku energii oraz konieczności właściwego zarządzania mocą, a poszczególne sektory gospodarki i rządy akceptować rolę konsumentów w stabilizowaniu sieci.

Rewolucja energetyczna powinna być wspierana przez ustawodawstwo, a w niektórych obszarach regulacje nie są wciąż dostosowane do nowych realiów i dwukierunkowej sieci. Pomimo podejmowanych w ostatnich latach wysiłków, postęp jest wciąż zbyt wolny. Aby sieć była niezawodna i bezpieczna, kluczowa jest spójna polityka, która ułatwi przedsiębiorstwom i użytkownikom interakcję z siecią. Duży potencjał stabilizowania systemu mają na przykład pojazdy elektryczne wykorzystujące technologię vehicle-to-grid, czyli dwukierunkowy przepływ mocy.