Digitalizáció az energetikában: Az energiaszektor közvetlen digitalizációja

  • A digitális átalakulás napjainkban meghatározó szerepet játszik a gazdaság valamennyi ágazatában. Ez alól az energiaszektor sem kivétel, még akkor sem, ha egyáltalán nem számít éllovasnak, sőt, kifejezetten lassan alkalmazkodik a változásokhoz.
  • Cikksorozatunk első részében Rostás Péter, a DLA Piper Hungary szenior ügyvédje azokat a technológiai újításokat tekintette át, amelyek elsőként valamely más ágazatban vagy ágazathoz kapcsolódóan jelentek meg, de idővel begyűrűztek az energetika területére is.
  • Most azok a sajátos innovatív megoldások kerülnek előtérbe, amelyek a digitalizációnak köszönhetően közvetlenül az energiaszektorban jelennek meg, úgy mint az okoshálózatok és az okosotthonok energiamenedzsment-rendszerei.

Okoshálózatok

A megújuló energiaforrásokból előállított energia felhasználásának növelése fontos részét képezi az Egyesült Nemzetek éghajlatváltozásról szóló keretegyezményéhez csatolt Kiotói Jegyzőkönyvben foglaltak, valamint az egyéb nemzetközi kötelezettségvállalások teljesítéséhez szükséges intézkedéscsomagnak. Ahhoz azonban, hogy a megnövekedett mennyiségű megújuló energiát hozzá tudjuk kapcsolni a jelenlegi rendszerhez az energiaellátás biztonságának és megbízhatóságának megőrzése mellett, ún. okoshálózatokra (smart grid) lesz szükség.

Az okoshálózatra nehéz általánosan elfogadott meghatározást találni.

Lényegében olyan elektromos hálózatról van szó, amely elszórt energiaforrások, valamint fejlett infokommunikációs és vezérlő technológiák segítségével költséghatékonyan, alacsonyabb üvegházhatás-intenzitással közvetít elektromos áramot a fogyasztókhoz.

Az okos hálózatok a hagyományos, fosszilis erőművek által termelt energiát is képesek hatékonyabban felhasználni, ugyanakkor segítenek egyre több megújuló energiát integrálni a régi típusú hálózatokba. Mindezt úgy, hogy modern energiakezelő megoldásokkal ki tudják egyensúlyozni a rendszert használó fogyasztók igényeit.

Okosotthonok

Az okoshálózattal ellentétben az okosotthon olyan összetett informatikai rendszer, amely a háztartásban működő elektromos rendszerek összehangolt irányítását teszi lehetővé többek között annak köszönhetően, hogy képes érzékelni a környezetét és a belső állapotokat. Az okosotthon körébe tartozó technikai megoldások alapulhatnak építészeti megoldásokon, elektronikán, automatizáción, illetve infokommunikáción is. Egy okosotthonban például ellenőrizhető és akár távolról is irányítható a biztonsági rendszer, a szórakoztatóelektronika, az árnyékolástechnika, de a hűtő- és fűtőrendszer is.

Az érzékelőknek köszönhetően ugyanakkor különböző automatizmusok is beállíthatók. A napelemek dőlésszöge a nap állásával együtt változhat, sötétedéskor maguktól lehúzódhatnak a redőnyök, a nyílászárók automatikusan nyílhatnak szellőztetés céljából, kedvezőtlen időjárási körülmények esetén viszont be is zárulhatnak. Az előre beprogramozott működési sémák mellett természetesen lehetőség van az okosotthon technológiát alkalmazó eszközök felügyeletére és működtetésére távirányítóról, számítógépről vagy okostelefonról is.

Otthoni energiamenedzsment-rendszerek

Az okosotthon egyik legfontosabb eleme lehet az otthoni energiamenedzsment-rendszer (HEMS, Home Energy Management System), ami különösen akkor játszik fontos szerepet, ha az adott háztartás nemcsak fogyasztja, hanem termeli is a villamosenergiát, például napelemmel. Az ilyen termelő-fogyasztók, ún. prosumerek (az angol producer=termelő és consumer=fogyasztó szavakból) az általuk termelt energiamennyiséget a nap végén felhasználhatják, illetve igény szerint túl is léphetik, amely esetben a többlet elszámolása a hagyományos fogyasztói modellnek megfelelően történik.

Az is előfordulhat ugyanakkor, hogy a prosumer rendelkezik saját tárolókapacitással, ami lehet akár az elektromos autója akkumulátora is.

A HEMS a felhasználó autóhasználati szokásainak, az időjárás előrejelzés szerinti napsütéses időszakoknak és az aktuális áramtarifa adatoknak a figyelembevételével meghatározhatja, hogy a napelemek inkább az elektromos autót töltsék, vagy inkább a villamosenergia hálózatba táplálják be a megtermelt villamosenergiát.

Mindez hozzájárulhat a villamosenergia-rendszer terhelésének kiegyenlítéséhez, és még a háztartás villanyszámlájának tervezhetősége is javul.

Intelligens fogyasztásmérők

Az otthoni energiamenedzsment-rendszerrel vezérelt okosotthonoknak a jövőben elengedhetetlen okoseszközei lesznek az intelligens fogyasztásmérők, vagy röviden okosmérők. Ezek olyan elektronikus fogyasztásmérő berendezések, amelyek kétirányú adatkommunikációra képesek, távleolvashatók és akár negyedórás mérési adatok tárolására is alkalmasak.

Az okosmérővel rögzített adatok a készülékben tárolódnak, ami ezt követően zárt és titkosított kapcsolaton keresztül továbbítja azokat az egyetemes szolgáltatónak. A kiolvasott adatokat a szolgáltató a saját informatikai rendszerén tárolja. A fogyasztási adatokhoz a szolgáltató megfelelő jogosultsággal rendelkező munkavállalóin és a számlázást végző kereskedőn kívül maga a fogyasztó is hozzáférhet külön internetes portálon keresztül, mobilapplikáción vagy az okosmérő otthoni kijelzőjén (IHD, in-Home Display). Mivel a mérők több tarifa kezelésére is képesek, a háztartásoknak lehetőségük nyílik a fogyasztási szokásaik monitorozására vagy akár annak megváltoztatására, fogyasztásuk átrendezésére is. Az intelligens fogyasztásmérő el van látva továbbá egy távolról is vezérelhető lekapcsoló relével, amely a villamos energia egyetemes szolgáltató döntése alapján működtethető akár fizetési hátralék, akár teljesítmény túllépés esetén.

A dolgok internete

Egy intelligens fogyasztásmérőn kívül még rengeteg más eszköz is kapcsolódhat az okosotthonhoz, külön „dolgok” alkotta hálózatot hozva ezzel létre. A dolgok internete (IoT, Internet of Things) lényegében internet alapú hálózatba kötött „intelligens” eszközöket takar, amelyek a beépített szenzoroknak köszönhetően képesek adatot gyűjteni, és azokat akár netes adatbázisok, felhőalapú rendszerek révén megosztani egymással, az applikációkkal vagy a felhasználókkal. A dolgok internete összekapcsolja, és ezáltal „okossá teheti” a legkülönbözőbb eszközöket, „dolgokat”, mint például az autók, épületek vagy bármilyen elektronikai – vagy elektronikával felszerelt – berendezések, ideértve a mosó- és mosogatógépeket, hűtőgépeket, légkondicionálókat és termosztátokat is.

Természetesen nemcsak háztartási berendezések kapcsolhatók ilyen módon össze, hanem ipari termelőeszközök is. Az ipari dolgok internete (IIoT, Industrial Internet of Things) olyan összekapcsolt szenzorokra, műszerekre és más eszközökre utal, amelyek számítógépes ipari alkalmazásokkal együtt alkotnak egy hálózatot hatékonyabbá téve a termelés- és energiamenedzsmentet is.

Big Data

A rengeteg hálózatba kapcsolt okoseszköz a különböző szenzorokon keresztül rendkívül nagy mennyiségű adatot képes rögzíteni, gyűjteni, generálni és továbbítani, méghozzá rövid időn belül. Az egyes eszközökbe épített kamerák és mikrofonok felvételeit most nem is említve, az okos hűtőszekrény például eltárolhatja a benne lévő élelmiszerek szavatossági idejét, az okoshőmérők kimutathatják, hogy miként ingadozott a hőmérséklet az egyes szobákban, az árnyékolókkal összekötött intelligens fényerősségmérők rögzíthetik, hogy mely időszakban, mely ablakon tűzött be jobban a nap, az okosmosógépek és robotporszívók adataiból pedig megállapítható, mikor volt utoljára nagytakarítás. Ezeknek az adatoknak az elemzéséből pedig további következtetések vonhatók le a felhasználókra vonatkozóan. Az intelligens fogyasztásmérő adataiból például az egész háztartás energiaprofilja is megalkotható.

Elmondható tehát, hogy (i) szerkezetében is változatos adatoknak, (ii) nagy mennyiségben és (iii) gyorsan történő feldolgozása zajlik egy olyan komplex technológiai környezetben, ami magában foglalja az adattároláshoz szükséges szoftvereket és hardvereket éppúgy, mint a hálózati eszközöket.

Ez alapján pedig a Big Data fogalomkörébe sorolhatjuk már a saját otthonunk hétköznapi használati tárgyaihoz kapcsolódó adatok kezelését és feldolgozását is. Mindez ugyanakkor számos adatvédelmi kérdést is felvet, amit a cikksorozatunk következő, záró részében fejtünk ki részletesebben.


A cikk szerzője:

Dr. Rostás Péter
Szenior ügyvéd
peter.rostas@dlapiper.com
LinkedIn profil