Inteligentna sieć i inteligentne miasto
Idea inteligentnych sieci i inteligentnych miast opiera się na dyrektywie UE 27/2012, która określa cele i działania mające na celu zmniejszenie zapotrzebowania na energię (ślad węglowy) w wielu działaniach.
Mają one wiele wspólnych cech:
Inteligentne miasta i inteligentne sieci są aktywnie promowane, ponieważ oczekuje się, że przyniosą oszczędności. Uważa się jednak, że wymagają one znacznych inwestycji ze względu na konieczność zapewnienia szybkiego Internetu i sieci przesyłowej wymaganej przez generację „X”.
Ponadto, jednym z największych wyzwań dla sukcesu inteligentnych sieci i inteligentnych miast jest wymóg wpływania na zachowania konsumentów, zachowania większości osób i rodzin.
Główny cel: Wpływ na zachowanie
Minimalny punkt przecięcia obu koncepcji jest zatem jasny. Jest to wpływanie na zachowanie ludzi, którego celem jest zmniejszenie ich śladu węglowego, możliwe dzięki komunikacji. Możemy dodać jeszcze jeden istotny element: zmniejszenie zużycia wody.
Aby znaleźć skuteczne rozwiązania dla tych koncepcji, wróćmy do twórcy cybernetyki, Norberta Wienera, który zdefiniował podstawowe procesy regulacji w systemach (zarówno żywych, jak i nie). Kluczową kwestią tej regulacji jest sprzężenie zwrotne, a mianowicie pomiar i informacja regulowanego systemu.
Znaczenie informacji zwrotnych od konsumentów
Ze wszystkich projektów wynika jeden jasny fakt. Aby człowiek mógł aktywnie wpływać na swoje zachowania ekonomiczne, musi mieć informacje o swojej konsumpcji przynajmniej raz w miesiącu.
Jeśli system informacji zwrotnej jest realizowany za pomocą stałych miesięcznych wpłat z zestawieniem raz w roku, 98% klientów nie sprawdzi, czy należy im się zwrot pieniędzy, ani nawet ile może wynosić zaległość. Dotyczy to wszystkich mediów.
Innymi słowy: jeśli klient nie jest zaangażowany w system zmniejszania konsumpcji, proponowane narzędzia legislacyjne nie spełniają swoich celów.
Wyzwania związane z transmisją danych i komunikacją
Inne doświadczenie z realizowanych projektów jest następujące: informacje, które niosą ze sobą ważną wartość informacyjną, niekoniecznie są duże pod względem bajtów i megabajtów. Jeśli częstotliwość zostanie zwiększona w rozsądny sposób, możliwe jest wykorzystanie bardzo wolnych kanałów danych do ich transmisji.
Wdrożenia AMM w Europie ujawniły problemy z zasięgiem sygnału operatorów telekomunikacyjnych. Okazało się, że około 15% obszaru zasięgu jest całkowicie pozbawione sygnału, a 20-25% obszaru ma bardzo niestabilne poziomy sygnału, w zależności od warunków pogodowych. Oznacza to, że prawie 40% obszaru zasięgu jest stale lub często pozbawione sygnału. Powód jest prosty: pieniądze.
Nie można wierzyć ładnym mapom dostarczanym przez operatorów, na których udostępniane są „informacje o zasięgu”. Diabeł tkwi w słowach „100% pokrycia sygnałem”. Operatorzy zapominają dodać „zgodnie z opłaconą licencją”.
Potrzeby komunikacyjne dla inteligentnych sieci i miast
Z ekonomicznego punktu widzenia, na obszarach o niższej gęstości zaludnienia, budowa infrastruktury nie jest wykonalna, a operator nie jest zobowiązany do pokrycia wszystkich obszarów. Musi on jedynie pokryć obszar określony w jego licencji.
Można powiedzieć, że koncepcje takie jak inteligentna sieć i inteligentne miasto koncentrują się na zużyciu mediów i energii związanym z działalnością człowieka. Podczas gdy rozmiar otrzymywanych informacji nie jest duży z punktu widzenia danych, aby je przesłać, potrzebujemy solidnych, szeroko wdrożonych kanałów komunikacyjnych.
Nie jest konieczne posiadanie szybkiego kanału komunikacyjnego, ale musi on być dostępny dla każdej działalności człowieka, której wpływ chcemy zmniejszyć.
Rola inteligentnych liczników energii elektrycznej
Rollouty realizowane w związku z Dyrektywą UE 27/2013 obejmowały napowietrzne wdrażanie inteligentnych liczników elektronicznych (z dwustronną komunikacją PLC) w gospodarstwach domowych. W tym momencie licznik elektroniczny staje się centralą domową i gromadzi informacje pomiarowe z mediów używanych podczas aktywności, a następnie (wraz z innymi danymi o wartościach mocy) dostarcza je do systemów nadrzędnych.
Jedną z głównych zalet tego systemu jest fakt, że jest on już częściowo zbudowany. Do końca 2020 roku powinien być całkowicie ukończony. Nie jest więc konieczne inwestowanie pieniędzy w budowę kanałów komunikacyjnych. Ze względu na wpływ odnawialnych źródeł energii już teraz pojawiają się prośby o liczniki elektroniczne działające jako centrala domowa.
Studium przypadku: Projekt inteligentnych liczników w Czechach
Rozważmy rzeczywisty przypadek z Czech. W ramach projektu obejmującego 50 000 punktów pomiarowych zbudowano system, w którym każdy domowy licznik elektroniczny był połączony z odbiornikiem, który odczytywał dane wyjściowe z czujników w domu (wody, ciepła i gazu) za pośrednictwem bezprzewodowej magistrali M-Bus (patrz rysunek 1).
Rozwiązanie to jest bardzo stabilne z długoterminowego punktu widzenia i nie miało negatywnego wpływu na dane przesyłane z licznika elektronicznego. Ponadto wyraźnie pokazało, że nie jest konieczne budowanie kolejnego kanału danych wyłącznie w celu przesyłania tych informacji.
Dodatkowa zaleta: pomimo faktu, że było to rozwiązanie pilotażowe, od samego początku miało ono sens ekonomiczny.
Wnioski: Niespodziewany bonus?
Pomimo wyzwań związanych z infrastrukturą, zachowaniami konsumentów i sieciami komunikacyjnymi, wdrażanie inteligentnych sieci i inteligentnych miast pozostaje kluczowym krokiem w kierunku zmniejszenia śladu węglowego i optymalizacji zużycia zasobów.
Rzeczywiste projekty, takie jak czeska inicjatywa inteligentnych liczników, pokazują, że skuteczne rozwiązania mogą być zarówno wykonalne technicznie, jak i opłacalne ekonomicznie. Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii komunikacyjnych i wsparciu regulacyjnemu, wizja w pełni zintegrowanych inteligentnych miast i inteligentnych sieci może stać się rzeczywistością.