4 Inteligentné mestá a komunity
4.3 Inteligentné meranie a inteligentné energetické systémy

Inteligentné meranie je meranie založené na inteligentných meračoch. Termín inteligentný merač často odkazuje na elektromer, ale môže to znamenať aj zariadenie na meranie spotreby zemného plynu alebo vody. Inteligentné meracie prístroje boli zavedené v roku 2009 s cieľom zjednodušiť proces účtovania a zabezpečiť, aby boli údaje aktuálne a presné.

Inteligentné merače sa líšia od neinteligentných meračov hlavne v nasledujúcich bodoch:

- okrem celkovej spotreby poskytujú aj informácie o tom, kedy bola energia spotrebovaná. Následne sa fakturácia môže zakladať na spotrebe v približne reálnom čase a nie na odhadoch založených na minulých alebo predpokladaných spotrebiteľských a dodávateľských službách a zákazníci môžu lepšie kontrolovať používanie a výrobu elektrickej energie, spotreby plynu a spotreby vody.
- poskytujú upozornenia o výpadku napájania, monitorovanie kvality napájania, upozornenia súvisiace s bezpečnosťou (napr. manipulácia so zariadením) atď.
- umožňujú obojsmernú komunikáciu pre aktualizácie softvéru, aktualizácie tarify, zapnutie/vypnutie, synchronizáciu času atď.

Prvému bodu uvedenému vyššie tiež spravidla vyhovujú zariadenia na automatizované čítanie meraní (AMR) alebo aj záznamníky údajov. Inteligentné merače ponúkajú však vlastnosti uvedené v ďalších bodoch a poskytujú významnú pridanú hodnotu s ohľadom na jednoduchšie zariadenia. Systémy, ktoré využívajú inteligentné merače, sa označujú ako pokročilá meracia infraštruktúra (AMI, Advanced Metering Infrastructure). Inteligentné merače väčšinou komunikujú s distribučnou spoločnosťou bezdrôtovo pomocou protokolu DLMS/COSEM (štandard IEC 62056). COSEM znamená Companion Specification for Energy Metering a DLMS znamená Device Language Message Specification. Protokol DLMS/COSEM nie je špecifický pre meranie elektrickej energie, ale slúži aj na meranie plynu, vody a tepla. Všetky prenesené údaje sú identifikované kódmi OBIS (OBject Identification System). Ďalšou často používanou možnosťou komunikácie je použitie PLC (Power Line Communication) a dátových koncentrátorov (DC).

Hoci inteligentné meranie prináša veľa technologických výhod, existuje viac obáv, ktoré znižujú jeho celkové prijatie:

- zdravotné obavy - vyplývajú z rádiofrekvenčného žiarenia vyžarovaného bezdrôtovými inteligentnými meračmi - elektromagnetické znečistenie by bolo menšie bez nich.
- bezpečnostné obavy - v posledných rokoch boli hlásené mnohé problémy súvisiace s inteligentnými meračmi spôsobujúcimi požiare.
- ochrana osobných údajov - elektromery posielajú poskytovateľovi podrobné informácie o spotrebe. Z týchto údajov poskytovatelia môžu získať veľa citlivých informácií s vysokou presnosťou (aké elektronické zariadenie momentálne funguje, je niekto doma, atď.). Takže existuje určité riziko, keď sú údaje ukradnuté alebo nevhodne použité.
- primalé úspory - niektoré pilotné prípady ukázali, že ak poskytovatelia ponúkli zníženie cien používateľom, keď nebudú spotrebovať elektrickú energiu v špičke, iba málo z nich to využilo. Ľudia sotva kontrolujú svoje energetické údaje, pretože proces je pre nich zložitý.

V súčasnej dobe sú inteligentné meracie systémy zavedené na celom svete. Pri starostlivom návrhu poskytujú nesporné výhody všetkým zúčastneným subjektom. Inteligentné merače zohrávajú aj dôležité úlohy v Smart gridoch. Smart grid je elektrická sieť, ktorá zahŕňa rôzne automatizované prevádzkové a energetické opatrenia na monitorovanie a kontrolu elektrickej energie súvisiace s výrobou a distribúciou elektrickej energie. Smart grid sieť je charakterizovaná nasledovnými vlastnosťami [25]:

- samoregeneračná,
- spotrebiteľsky priateľská,
- odolná voči fyzickým a počítačovým útokom,
- optimalizovane využíva majetok,
- ekologická,
- používa robustnú obojsmernú komunikáciu, pokročilé snímače a distribuovanú výpočtovú techniku,
- má zvýšenú účinnosť, spoľahlivosť, bezpečnosť dodávky a používania elektrickej energie.

Jedným zo štandardov pre Smart gridy je Open Smart Grid Protocol (OSGP), čo je skupina špecifikácií uverejnených spoločnosťou ETSI na spoľahlivé a efektívne doručovanie príkazových a riadiacich informácií pre inteligentné merače a iné zariadenia Smart gridov. Ďalšou normou je OpenADR - komunikačný štandard pre Smart gridy s otvoreným zdrojom, ktorý sa používa pri aplikáciách s odpoveďou na dopyt. Zvyčajne sa používa na odosielanie informácií a signálov, ktoré spôsobujú vypnutie zariadení využívajúcich elektrickú energiu v obdobiach s vyšším dopytom.

V koncepcii Smart gridov zohrávajú dôležitú úlohu tzv. mikrogridy. Mikrogrid je lokalizovaná skupina zdrojov elektrickej energie a záťaží, ktoré bežne pracujú a sú synchrónne s tradičnou rozvodnou sieťou (makrogrid), ale môžu sa tiež odpojiť do "ostrovného režimu" a fungovať samostatne. Mikrogrid môže efektívne integrovať rôzne zdroje, obzvlášť obnoviteľné zdroje energie (RES, Renewable Energy Sources) a môže dodávať núdzové napájanie, prepínať sa medzi ostrovným a pripojeným režimom. Zatiaľ čo Smart gridy sú realizované na väčšej úrovni, ako sú veľké prenosové a rozvodné vedenia, mikrogridy sú menšie a môžu fungovať nezávisle od väčšej rozvodnej siete. Naviac [26] mikrogridy ponúkajú alternatívnu cestu rozvoja inteligentnej siete. Obsahujú takmer všetky komponenty Smart gridu - sú však oveľa menšie a zvyčajne lokálne vlastnené a prevádzkované. S mikrogridmi je podstatne menej náročné a nákladné zaviesť inteligentné technológie, takže sa môžu stať inkubátormi a prostriedkami na transformáciu súčasnej elektrickej siete do systému, ktorý spĺňa budúce požiadavky na elektrickú energiu, účinnosť a spoľahlivosť.

V posledných rokoch sa výrazy "Inteligentná energia" a "Inteligentné energetické systémy" používajú na vyjadrenie prístupu, ktorý je širší ako pojem "Smart grid". Smart gridy sa zameriavajú predovšetkým na odvetvie elektrickej energie. Inteligentné energetické systémy majú holistický pohľad na viaceré odvetvia (elektrická energia, kúrenie, chladenie, priemysel, budovy a doprava), ktoré umožňujú identifikáciu riešení obnoviteľných zdrojov energie a trvalo udržateľnej energie. Koncepty inteligentného energetického systému ukazujú, ako využiť výhody integrácie všetkých sektorov a infraštruktúr [27]. V podstate sú postavené na troch základných sieťových infraštruktúrach:

- Smart gridy (Inteligentné siete elektrickej energie) - pripojte pružné zdroje elektrickej energie (tepelné čerpadlá, elektrické vozidlá, ...) k obnoviteľným zdrojom energie (veterná a solárna energia, ...),
- Inteligentné tepelné siete (vykurovanie a chladenie) - pripojte elektrickú energiu a vykurovanie, aby ste mohli využívať tepelné skladovanie,
- Inteligentné plynárenské rozvody - pripojte odvetvia elektriny, vykurovania a dopravy, aby ste mohli využívať sklady plynu a kvapalných palív.