Smart Grid, Smart Grid, Smart Grid

Ett smart elnät är ett intelligent elnät där det finns en koppling mellan alla aktörer på energimarknaden, som syftar till att tillhandahålla energitjänster, minska kostnader och öka effektiviteten, samt integrera distribuerade energikällor, inklusive förnybara energikällor.

Det är el- och kommunikationsnät som möjliggör realtidsreglering av elproduktion och elförbrukning, både lokalt och globalt. Deras princip är en interaktiv tvåvägskommunikation mellan produktionskällor och enheter eller konsumenter om de nuvarande möjligheterna för energiproduktion och energiförbrukning.

En annan definition: Smarta nät är kraftsystem som använder informations- och kontrollteknik, distribuerad databehandling och tillhörande sensorer och kontroller för att integrera beteenden och handlingar hos konsumenter och andra intressenter och för att effektivt tillhandahålla hållbar, ekonomisk och pålitlig strömförsörjning... .

I takt med att andelen förnybara energikällor i elnätet ökar ökar också efterfrågan, särskilt för lågspänningsnät. Lågspänningsnäten utför inte längre bara uppgiften att ta emot och distribuera el från distributionsnäten, utan utför i allt högre grad uppgiften att mata tillbaka decentraliserad genererad el till distributionsnäten.

Invasionen av förnybara energikällor i energilandskapet har avsevärt förändrat energiflödet i nätet: nu konsumerar konsumenterna inte bara, utan producerar också el via samma nät. Därför är energiflödet nu tvåvägs.

Det smarta nätet skickar el från leverantörer till konsumenter med hjälp av tvåvägs digital teknik för att hantera konsumenternas efterfrågan. Detta hjälper till att spara energi, minska kostnaderna, förbättra användbarheten och transparensen.

Men integritets- och säkerhetsexperter varnar för övervakningspotentialen och sårbarheten hos denna teknik, som också kan utnyttjas av tjuvar. Dessutom kan synkronisering av kunder med pris destabilisera nätverket.

Användning av solcellsenergi i det ekologiskt rena området Solarsiedlung, i Vauban (Freiburg, Tyskland).

Egenskaper för smarta nät:

• Full automatisering. Den inkluderar ett digitalt övervaknings- och kontrollsystem, inbyggda sensorer som övervakar nätverkets beteende och automatisk failover. Säkerställer tillgång till realtidsinformation om nätverksbelastning, strömkvalitet, avbrott, etc.
• Fullständig kundintegrering. Dess essens är att förse konsumenterna med digitala mätare med ett tvåvägsflöde av information i realtid, vilket gör det möjligt att skapa pristariffer i enlighet med den aktuella situationen i nätet (de så kallade "Smarta elmätarna"). Detta gör det möjligt för kunderna att effektivt hantera förbrukningen, såsom värmevatten, tvätt eller laddning av batterier.
• Anpassning till olika sätt att producera el. Utvecklingen av smarta nät börjar främst vid den tidpunkt då mindre elkällor börjar ansluta till distributionssystemet, vars beteende är svårt att förutse, till exempel sol- och vindkraftverk, gasmikroturbiner och annan decentraliserad elproduktionsteknik som tillåter användarna att generera el från sina egna resurser och sälja överskottet till elnätet. Kraften av solljus eller vind är mycket svår att förutse var dessa decentraliserade källor än finns. Eftersom smarta nät regelbundet skickar information om elförbrukning är det möjligt att reglera effekten, till exempel i kraftverk som använder konventionella bränslen.

Konventionella elnät använder vanligtvis redan i viss utsträckning informations- och styrteknik. I det smarta nätet utvecklas dessa tekniker vidare.

Den största förändringen på slutanvändarnivå är installationen av smarta mätare. Deras huvudsakliga uppgifter är fjärravläsning av data och möjligheten att fakturera priser som förändras över tiden.

Smart elmätare

Smarta mätare är elmätare som registrerar elförbrukningen med intervaller på 1 timme eller mindre och överför denna information minst en gång om dagen till energibolaget för övervakning och kontroll.

Smarta mätare ger tvåvägskommunikation mellan mätaren och centralsystemet.

Överföringen av data mellan de enskilda komponenterna i nätet sker med telefonmodem, GSM, ADSL-anslutningar eller andra metoder. Detta möjliggör utvecklingen av mer differentierade tariffer och därför gynnsammare prisincitament för inhemska konsumenter (intelligent marknad).

Till skillnad från energiövervakningssystem i hemmet kan smarta mätare samla in data för fjärravläsning.

Användaren kan realisera ekonomiska fördelar utan att offra bekvämligheten, bara om det också finns enheter som fungerar automatiskt, helst under låga tariffer. Det är processer som inte är tidskritiska, som laddning av elfordon, drift av värmepumpar, frysning, uppvärmning (elpannor) eller diskning.

Till exempel för elanvändaren säkerställer denna teknik att elfordonet laddas precis när det finns god tillgång till billig förnybar energi. På så sätt kan vindenergin användas bättre under timmar då det blåser hårda vindar.

Ett annat exempel är styrsystem som automatiskt hjälper industrier att stänga ned lågprioriterade produktionsprocesser när elpriserna är tillfälligt höga.

Med nattlagringsvärmare och fasta natttariffer implementerades detta redan för decennier sedan, men moderna system kan fungera mer flexibelt och intelligent, vilket är särskilt viktigt för införandet av förnybara energikällor.

IT-säkerhet

Ett av de största problemen med smarta nät är cyberattacker. Smarta näts idé, koncept och topologi bygger på IT-lösningar som bär ett visst hot. Smarta nät är beroende av många datorer, datornätverk, mjukvara och kommunikationstekniker för deras funktion och effektiva kontroll.

Otillåten störning av den här cyberbrottslingens IT-infrastruktur kan resultera i enorma förluster, direkt och indirekt, på grund av bristen på makt till specifika mottagare.

Nätverkets komplexitet innebär att det finns luckor som ännu inte har identifierats. Därför är det svårt att bedöma risken förknippad med en potentiell attack på grund av kraftsystemets storlek, komplexitet och dynamiska karaktär, samt potentiella angripares oförutsägbarhet.