Умные сети и умный город
Идея «умных сетей» и «умных городов» основана на директиве ЕС 27/2012, которая определяет цели и операции по снижению спроса на энергию (углеродного следа) в различных сферах деятельности.
Они имеют ряд общих характеристик:
Умные города и умные сети активно продвигаются, поскольку ожидается, что они позволят сократить расходы. Однако считается, что они также требуют значительных инвестиций из-за необходимости высокоскоростного интернета и сетей передачи данных поколения «X».
Кроме того, одной из самых серьезных проблем, препятствующих успеху «умных» сетей и «умных» городов, является необходимость влиять на поведение потребителей, как это делают большинство людей и семей.
Основная цель: Поведенческое влияние
Таким образом, минимальное пересечение обеих концепций очевидно. Это влияние на поведение людей, целью которого является уменьшение их углеродного следа, что достигается с помощью коммуникации. Мы можем добавить еще один важный элемент: снижение потребления воды.
Чтобы найти эффективные решения для этих концепций, вернемся к основателю кибернетики Норберту Винеру, который определил основные процессы регулирования в системах (как живых, так и неживых). Ключевым моментом этой регуляции является обратная связь, а именно измерение и информирование регулируемой системы.
Важность отзывов потребителей
Из всех проектов вытекает один очевидный факт. Чтобы человек мог активно влиять на свое экономическое поведение, он должен иметь информацию о своем потреблении, по крайней мере, ежемесячно.
Если система обратной связи реализована через постоянные ежемесячные депозиты с выпиской раз в год, 98 % клиентов не будут проверять, положен ли им возврат денег, и даже какую сумму они могут задолжать. Это применимо ко всем средствам массовой информации.
Другими словами: если потребитель не вовлечен в систему снижения потребления, предлагаемые законодательные инструменты не достигают своих целей.
Проблемы передачи данных и связи
Еще один опыт реализованных проектов таков: информация, несущая важную информационную ценность, не обязательно велика в байтах и мегабайтах. Если разумно увеличить частоту, то для ее передачи можно использовать очень медленные каналы передачи данных.
Развертывание AMM в Европе выявило проблемы с покрытием сигнала операторов связи. Было доказано, что примерно 15 % зоны покрытия полностью лишены сигнала, а 20-25 % зоны имеют очень нестабильный уровень сигнала, зависящий от погодных условий. Это означает, что почти 40 % зоны покрытия постоянно или часто остаются без сигнала. Причина проста: деньги.
Не верьте красивым картам, которые предоставляют операторы, где есть «информация о покрытии». Дьявол кроется в словах «100 % покрытие сигнала». Операторы забывают добавить «в соответствии с оплаченной лицензией».
Потребности в связи для интеллектуальных сетей и городов
С экономической точки зрения, в районах с низкой плотностью населения строить такую инфраструктуру нецелесообразно, и оператор не обязан покрывать все районы. Он должен покрывать только ту территорию, которая определена в его лицензии.
Можно сказать, что такие концепции, как «умная сеть» и «умный город», сосредоточены на медиа и энергопотреблении, связанных с деятельностью человека. Хотя с точки зрения данных объем получаемой информации невелик, для ее передачи необходимы надежные, широко развернутые каналы связи.
Не обязательно иметь высокоскоростной канал связи, но он должен быть доступен для каждого вида человеческой деятельности, воздействие которого мы хотим уменьшить.
Роль интеллектуальных электронных счетчиков
В рамках директивы ЕС 27/2013 в домохозяйствах были установлены интеллектуальные электронные счетчики (с двухсторонней связью PLC). В этом случае электронный счетчик становится домашним распределительным устройством и концентрирует измеренную информацию с носителей, используемых во время работы, а затем (вместе с другими данными о значениях мощности) передает их в вышестоящие системы.
Одним из главных преимуществ этой системы является то, что она уже частично построена. К концу 2020 года она должна быть полностью завершена. Таким образом, нет необходимости вкладывать деньги в строительство каналов связи. В связи с влиянием возобновляемых источников энергии уже поступают запросы на то, чтобы электронные счетчики работали как домашний коммутатор.
Тематическое исследование: Проект интеллектуальных счетчиков в Чехии
Рассмотрим реальный пример из Чехии. В рамках проекта, включающего 50 000 точек измерения, была построена система, в которой каждый квартирный электронный счетчик был соединен с приемником, считывающим показания датчиков в доме (воды, тепла и газа) по беспроводной шине M-Bus (см. рис. 1).
Это решение очень стабильно с точки зрения долгосрочной перспективы и не оказывает негативного влияния на данные, передаваемые с электронного счетчика. Более того, оно наглядно показало, что нет необходимости строить еще один канал передачи данных исключительно для передачи этой информации.
Бонус: несмотря на то, что это было пилотное решение, оно с самого начала имело экономический смысл.
Заключение: Неожиданный бонус?
Несмотря на проблемы, связанные с инфраструктурой, поведением потребителей и коммуникационными сетями, внедрение «умных сетей» и «умных городов» остается важнейшим шагом на пути к сокращению углеродного следа и оптимизации потребления ресурсов.
Реальные проекты, такие как инициатива Чешской Республики по созданию «умных» счетчиков, демонстрируют, что эффективные решения могут быть как технически осуществимыми, так и экономически целесообразными. При постоянном развитии коммуникационных технологий и поддержке со стороны регулирующих органов видение полностью интегрированных «умных» городов и «умных» сетей может стать реальностью.